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[26444] 2021-06-01_Linux模块文件如何编译到内核和独立编译成模块？

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2021-06-01_Linux模块文件如何编译到内核和独立编译成模块？ L i n u x 模 块 文 件 如 何 编 译 到 内 核 和 独 立 编 译 成 模 块 ？ L i n u x 学 习   2 0 2 1 - 0 6 - 0 1 以 下 文 章 来 源 于 一 口 L i n u x   ， 作 者 土 豆 居 士 来 自 公 众 号 ： 来 自 公 众 号 ： 一 口 一 口 L i n u x 链 接 ： h t t p s : / / b l o g . c s d n . n e t / d a o c a o k a f e i / a r t i c l e / d e t a i l s / 1 1 5 4 7 2 8 6 2 很 多 粉 丝 在 群 里 提 问 ， 如 何 把 一 个 模 块 文 件 编 译 到 内 核 中 或 者 独 立 变 异 成 k o 文 件 。 本 文 给 大 家 详 解 讲 解 。 1 .   内 核 目 录 内 核 目 录 L i n u x 内 核 源 代 码 非 常 庞 大 ， 随 着 版 本 的 发 展 不 断 增 加 。 它 使 用 目 录 树 结 构 ， 并 且 使 用 M a k e f i l e 组 织 配 置 、 编 译 。 初 次 接 触 L i n u x 内 核 ， 好 仔 细 阅 读 顶 层 目 录 的 r e a d m e 文 件 ， 它 是 L i n u x 内 核 的 概 述 和 编 译 命 令 说 明 。 r e a d m e 的 说 明 侧 重 于 X 8 6 等 通 用 的 平 台 ， 对 于 某 些 特 殊 的 体 系 结 构 ， 可 能 有 些 特 殊 的 说 明 。 顶 层 目 录 的 M a k e f i l e 是 整 个 内 核 配 置 编 译 的 核 心 文 件 ， 负 责 组 织 目 录 树 中 子 目 录 的 编 译 管 理 ， 还 可 以 设 置 体 系 结 构 和 版 本 号 等 。 内 核 源 码 的 顶 层 有 许 多 子 目 录 ， 分 别 组 织 存 放 各 种 内 核 子 系 统 或 者 文 件 。 具 体 的 目 录 说 明 如 下 表 所 示 。 目 录 目 录 内 容 内 容 a r c h / 体 系 结 构 相 关 的 代 码 ， 如 a r c h / i 3 8 6 、 a r c h / a r m 、 a r c h / p p c c r y p t o 常 用 加 密 和 散 列 算 法 （ 如 A E S 、 S H A 等 ） ， 以 及 一 些 压 缩 和 C R C 校 验 算 法 d r i v e r s / 各 种 设 备 驱 动 程 序 ， 如 d r i v e r s / c h a r 、 d r i v e r s / b l o c k … … d o c u m e n t a t i o n / 内 核 文 档 f s / 文 件 系 统 ， 如 f s / e x t 3 、 f s / j f f s 2 … … i n c l u d e / 内 核 头 文 件 ： i n c l u d e / a s m 是 体 系 结 构 相 关 的 头 文 件 ， 它 是 i n c l u d e / a s m - a r m 、 i n c l u d e / a s m - i 3 8 6 等 目 录 的 链 接 ； i n c l u d e / l i n u x 是 L i n u x 内 核 基 本 的 头 文 件 i n i t / L i n u x 初 始 化 ， 如 m a i n . c i p c / 进 程 间 通 信 的 代 码 k e r n e l / L i n u x 内 核 核 心 代 码 （ 这 部 分 比 较 小 ） l i b / 各 种 库 子 程 序 ， 如 z l i b 、 c r c 3 2 m m / 内 存 管 理 代 码 n e t / 网 络 支 持 代 码 ， 主 要 是 网 络 协 议 s o u n d 声 音 驱 动 的 支 持 s c r i p t s / 内 部 或 者 外 部 使 用 的 脚 本 u s r / 用 户 的 代 码 一 口 一 口 L i n u x   . 毕 业 于 南 京 理 工 ， 曾 任 职 中 兴 通 讯 ， 担 任 华 清 远 见 教 学 总 监 ， 长 期 分 享 网 络 嵌 入 式 L i n u x 驱 动 干 货
2 .   编 译 工 具 编 译 工 具 1 .   m a k e   m r p r o p e r :   清 除 内 核 生 成 的 配 置 文 件 与 目 标 文 件 等 ， 一 般 在 第 一 次 编 译 时 使 用 2 .   导 入 默 认 配 置 信 息 ( 在 内 核 根 目 录 中 ) 3 .   配 置 命 令 4 .   编 译 内 核 5 .   编 译 设 备 树 6 .   编 译 生 成 模 块 文 件 3 .   内 核 编 译 内 核 编 译 现 在 很 多 基 于 L i n u x 的 产 品 开 发 ， 通 常 厂 家 都 会 提 供 集 成 开 发 环 境 S D K 。 b u i l r o o t 使 我 们 搭 建 环 境 变 得 更 加 方 便 ， 但 是 作 为 初 学 者 我 们 还 是 要 掌 握 如 何 独 立 编 译 内 核 源 码 。 0 ） ）   前 提 条 件 前 提 条 件 必 须 先 安 装 交 叉 编 译 工 具 链 ， 关 于 交 叉 编 译 工 具 链 的 安 装 可 以 参 考   《 l i n u x 环 境 搭 建 - u b u n t u 1 6 . 0 4 安 装 》 在 这 里 我 们 使 用 的 是 a r m - n o n e - l i n u x - g n u e a b i - g c c 。 a )   m a k e   x x x _ d e c o n f i g b )   c p   a r c h / a r m / c o n f i g s / x x _ d e c o n f i g     . c o n f i g 生 成 默 认 配 置 文 件 m a k e   x x x x c o n f i g     修 改 配 置 文 件 m a k e   x c o n f i g   ( 图 形 界 面   q t 库 ) m a k e   m e n u c o n f i g   ( 常 用   l i b n c u r s e s 库 ) s u d o   a p t - g e t   i n s t a l l   l i b n c u r s e s 5 - d e v m a k e   c o n f i g   ( 精 简 ) m a k e   u I m a g e   - - - 生 成 内 核 镜 像     / a r c h / a r m / b o o t / u I m a g e m a k e   d t b s   - - - 生 成 设 备 树 文 件     / a r c h / a r m / b o o t / d t b / x x x x x x . d t b m a k e   m o d u l e s   - - - 把 配 置 值 选 成 M 的 代 码 编 译 生 成 模 块 文 件 。 （ . k o )     放 在 对 应 的 源 码 目 录 下 。
1 ） 下 载 内 核 源 码 ） 下 载 内 核 源 码 下 载 地 址 ： h t t p s : / / m i r r o r s . e d g e . k e r n e l . o r g / p u b / l i n u x / k e r n e l / 我 们 下 载 L i n u x - 3 . 1 4 内 核 （ 可 以 是 更 高 的 版 本 ） 至 / h o m e / p e n g 目 录 。 或 者 直 接 点 击 下 面 链 接   h t t p s : / / m i r r o r s . e d g e . k e r n e l . o r g / p u b / l i n u x / k e r n e l / v 3 . x / l i n u x - 3 . 1 4 . 1 0 . t a r . x z 解 开 压 缩 包 ， 并 进 入 内 核 源 码 目 录 ， 具 体 过 程 如 下 ： 2 ） 修 改 内 核 目 录 树 根 下 的 ） 修 改 内 核 目 录 树 根 下 的 M a k e f i l e ， 指 明 交 叉 编 译 器 ： ， 指 明 交 叉 编 译 器 ： 找 到 A R C H 和 C R O S S _ C O M P I L E ，   修 改 ： $   t a r     x v f     l i n u x - 3 . 1 4 . t a r . x z $   c d     l i n u x - 3 . 1 4       $   v i m   M a k e f i l e
为 4 ） 配 置 内 核 产 生 ） 配 置 内 核 产 生 . c o n f i g 文 件 ： 文 件 ： 导 入 默 认 配 置 这 里 我 们 假 定 要 编 译 的 内 核 最 终 在 三 星 的 板 子 上 运 行 ， s o c 名 字 是 e x y n o s ， 三 星 公 司 其 实 已 经 将 自 己 的 配 置 文 件 放 置 在   . / a r c h / a r m / c o n f i g s / e x y n o s _ d e f c o n f i g 执 行 这 个 命 令 ， 最 终 会 在 内 核 根 目 录 下 生 成 . c o n f i g 文 件 ， A R C H     ? =   $ ( S U B A R C H ) C R O S S _ C O M P I L E   ? =   $ ( C O N F I G _ C R O S S _ C O M P I L E : " % " = % ) A R C H     ? =   a r m C R O S S _ C O M P I L E   ? =   a r m - n o n e - l i n u x - g n u e a b i - $   m a k e     e x y n o s _ d e f c o n f i g
我 们 编 译 内 核 就 完 全 依 赖 这 个 文 件 。 我 们 编 译 内 核 就 完 全 依 赖 这 个 文 件 。 该 文 件 是 e x y n o s 开 发 板 所 需 要 的 一 些 内 核 模 块 宏 定 义 和 参 数 设 置 ， 这 些 值 是 厂 商 给 的 一 个 初 始 配 置 。 实 际 项 目 开 发 中 ， 需 要 在 这 个 配 置 文 件 基 础 之 上 再 重 新 移 植 自 己 需 要 的 对 应 的 驱 动 模 块 。 5 ） 配 置 内 核 模 块 ） 配 置 内 核 模 块 输 入 内 核 配 置 命 令 ， 进 行 内 核 选 项 的 选 择 ， 命 令 如 下 ： 命 令 执 行 成 功 以 后 ， 会 看 到 如 下 图 所 示 的 界 面 。 其 实 我 们 在 图 1 . 5 中 看 到 过 同 样 功 能 的 界 面 ， 那 个 图 也 是 内 核 选 项 配 置 界 面 ， 只 不 过 那 个 界 面 在 X - w i n d o w 下 才 能 执 行 。 $   m a k e   m e n u c o n f i g
其 中 ： 1 .   子 菜 单 - - - > 表 示 有 子 菜 单 ， 按 下 回 车 可 以 进 入 子 菜 单 。 2 .   中 括 号 [ ]   在 每 一 个 选 项 前 都 有 个 括 号 ， 有 的 是 中 括 号 ， 有 的 是 尖 括 号 ， 还 有 的 是 圆 括 号 。 [ ]   表 示 该 选 项 只 有 两 种 选 项 ， 中 括 号 中 要 么 是 空 ， 要 么 是 “ * ” ； 用 空 格 键 可 以 做 出 选 择 。 3 .   尖 括 号 < > < > 选 择 相 应 的 配 置 时 ， 有 3 种 选 择 ， 它 们 代 表 的 含 义 分 别 如 下 。 4 .   模 块 配 置 圆 括 号 ( )   而 圆 括 号 的 内 容 是 要 你 在 所 提 供 的 几 个 选 项 中 选 择 一 项 。 ●   * ： 将 该 功 能 编 译 进 内 核 。 ●   空 ： 不 将 该 功 能 编 译 进 内 核 。 ●   M ： 将 该 功 能 编 译 成 可 以 在 需 要 时 动 态 插 入 到 内 核 中 的 模 块 。
如 果 使 用 的 是 m a k e   x c o n f i g ， 使 用 鼠 标 就 可 以 选 择 对 应 的 选 项 。 如 果 使 用 的 是 m a k e   m e n u c o n f i g ， 则 需 要 使 用 回 车 键 进 行 选 取 。 在 编 译 内 核 的 过 程 中 ， 麻 烦 的 事 情 就 是 配 置 这 步 工 作 了 。 初 次 接 触 L i n u x 内 核 的 开 发 者 往 往 弄 不 清 楚 该 如 何 选 取 这 些 选 项 。 实 际 上 ， 在 配 置 时 ， 大 部 分 选 项 可 以 使 用 其 默 认 值 ， 只 有 小 部 分 需 要 根 据 用 户 不 同 的 需 要 选 择 。 选 择 的 原 则 是 将 与 内 核 其 他 部 分 关 系 较 远 且 不 经 常 使 用 的 部 分 功 能 代 码 编 译 成 为 可 加 载 模 块 ， 这 有 利 于 减 小 内 核 的 长 度 ， 减 少 内 核 消 耗 的 内 存 ， 简 化 该 功 能 相 应 的 环 境 改 变 时 对 内 核 的 影 响 ； 不 需 要 的 功 能 就 不 要 选 ； 与 内 核 关 系 紧 密 而 且 经 常 使 用 的 部 分 功 能 代 码 直 接 编 译 到 内 核 中 。 6 ） 编 译 内 核 ： ） 编 译 内 核 ： u I m a g e 如 果 按 照 默 认 的 配 置 ， 没 有 改 动 的 话 ， 编 译 后 系 统 会 在 a r c h / a r m / b o o t 目 录 下 生 成 一 个 u I m a g e 文 件 ， 这 个 文 件 就 是 刚 刚 生 成 的 。 7 ） 下 载 ） 下 载 L i n u x 内 核 内 核 因 为 不 同 的 板 子 对 应 的 u b o o t 版 本 都 不 一 样 ， 所 以 下 载 程 序 的 u b o o t 命 令 也 会 有 所 差 异 ， 关 于 验 证 ， 本 文 暂 不 讨 论 。 4 .   独 立 驱 动 程 序 的 编 译 独 立 驱 动 程 序 的 编 译 1 .   编 译 成 独 立 模 块 编 译 成 独 立 模 块 假 定 我 们 有 以 下 驱 动 程 序 , 要 编 译 成 可 以 加 载 到 开 发 板 的 独 立 k o 文 件 h e l l o . c r o o t @ u b u n t u : / h o m e / p e n g / l i n u x - 3 . 1 4 #   m a k e   u I m a g e # i n c l u d e   < l i n u x / i n i t . h > # i n c l u d e   < l i n u x / m o d u l e . h > # i n c l u d e   < l i n u x / k d e v _ t . h > # i n c l u d e   < l i n u x / f s . h > # i n c l u d e   < l i n u x / c d e v . h > / / # i n c l u d e   < i o / u a c c e s s . h > # i n c l u d e   < l i n u x / d e v i c e . h > # i n c l u d e   < a s m / i o . h >
# i n c l u d e   < a s m / i o . h > # i n c l u d e   < a s m / u a c c e s s . h > s t a t i c   i n t   m a j o r   =   2 3 7 ; s t a t i c   i n t   m i n o r   =   0 ; s t a t i c   d e v _ t   d e v n o ; s t r u c t   d e v i c e   * c l a s s _ d e v   =   N U L L ; s t r u c t   c l a s s   * c l s ; s t a t i c   i n t   h e l l o _ o p e n   ( s t r u c t   i n o d e   * i n o d e ,   s t r u c t   f i l e   * f i l e p ) {   p r i n t k ( " h e l l o _ o p e n ( ) n " ) ;   r e t u r n   0 ; } s t a t i c   i n t   h e l l o _ r e l e a s e   ( s t r u c t   i n o d e   * i n o d e ,   s t r u c t   f i l e   * f i l e p ) {   p r i n t k ( " h e l l o _ r e l e a s e ( ) n " ) ;   r e t u r n   0 ; } # d e f i n e   K M A X _ L E N   3 2 c h a r   k b u f [ K M A X _ L E N + 1 ]   =   " k e r n e l " ; / / r e a d ( f d , b u f f , 4 0 ) ; s t a t i c   s s i z e _ t   h e l l o _ r e a d   ( s t r u c t   f i l e   * f i l e p ,   c h a r   _ _ u s e r   * b u f ,   s i z e _ t   s i z e ,   l o f f _ t   * p o s ) {   i n t   e r r o r ;     i f ( s i z e   >   s t r l e n ( k b u f ) )   {     s i z e   =   s t r l e n ( k b u f ) ;   }   i f ( c o p y _ t o _ u s e r ( b u f , k b u f ,   s i z e ) )   {     e r r o r   =   - E F A U L T ;     r e t u r n   e r r o r ;   }
  r e t u r n   s i z e ; } / / w r i t e ( f d , b u f f , 4 0 ) ; s t a t i c   s s i z e _ t   h e l l o _ w r i t e   ( s t r u c t   f i l e   * f i l e p ,   c o n s t   c h a r   _ _ u s e r   * b u f ,   s i z e _ t   s i z e ,   l o f f _ t   * p o s ) {   i n t   e r r o r ;   i f ( s i z e   >   K M A X _ L E N )   {     s i z e   =   K M A X _ L E N ;   }   m e m s e t ( k b u f , 0 , s i z e o f ( k b u f ) ) ;   i f ( c o p y _ f r o m _ u s e r ( k b u f ,   b u f ,   s i z e ) )   {     e r r o r   =   - E F A U L T ;     r e t u r n   e r r o r ;   }   p r i n t k ( " % s n " , k b u f ) ;   r e t u r n   s i z e ; } s t a t i c   s t r u c t   f i l e _ o p e r a t i o n s   h e l l o _ o p s   =   {   . o p e n   =   h e l l o _ o p e n ,   . r e l e a s e   =   h e l l o _ r e l e a s e ,   . r e a d   =   h e l l o _ r e a d ,   . w r i t e   =   h e l l o _ w r i t e , } ; s t a t i c   i n t   h e l l o _ i n i t ( v o i d ) {   i n t   r e s u l t ;     p r i n t k ( " h e l l o _ i n i t   n " ) ;   r e s u l t   =   r e g i s t e r _ c h r d e v (   m a j o r ,   " h e l l o " ,   & h e l l o _ o p s ) ;   i f ( r e s u l t   <   0 )   {     p r i n t k ( " r e g i s t e r _ c h r d e v   f a i l   n " ) ;     r e t u r n   r e s u l t ;   }   c l s   =   c l a s s _ c r e a t e ( T H I S _ M O D U L E ,   " h e l l o c l s " ) ;
注 意 我 们 需 要 编 写 M a k e f i l e 如 下 ：   c l s   =   c l a s s _ c r e a t e ( T H I S _ M O D U L E ,   " h e l l o c l s " ) ;   i f   ( I S _ E R R ( c l s ) )   {     p r i n t k ( K E R N _ E R R   " c l a s s _ c r e a t e ( )   f a i l e d   f o r   c l s n " ) ;     r e s u l t   =   P T R _ E R R ( c l s ) ;     g o t o   o u t _ e r r _ 1 ;   }   d e v n o   =   M K D E V ( m a j o r ,   m i n o r ) ;     c l a s s _ d e v   =   d e v i c e _ c r e a t e ( c l s ,   N U L L ,   d e v n o ,   N U L L ,   " h e l l o d e v " ) ;   i f   ( I S _ E R R ( c l a s s _ d e v ) )   {     r e s u l t   =   P T R _ E R R ( c l a s s _ d e v ) ;     g o t o   o u t _ e r r _ 2 ;   }     r e t u r n   0 ; o u t _ e r r _ 2 :   c l a s s _ d e s t r o y ( c l s ) ; o u t _ e r r _ 1 :   u n r e g i s t e r _ c h r d e v ( m a j o r , " h e l l o " ) ;   r e t u r n     r e s u l t ; } s t a t i c   v o i d   h e l l o _ e x i t ( v o i d ) {   p r i n t k ( " h e l l o _ e x i t   n " ) ;   d e v i c e _ d e s t r o y ( c l s ,   d e v n o ) ;   c l a s s _ d e s t r o y ( c l s ) ;   u n r e g i s t e r _ c h r d e v ( m a j o r , " h e l l o " ) ;   r e t u r n ; } m o d u l e _ i n i t ( h e l l o _ i n i t ) ; m o d u l e _ e x i t ( h e l l o _ e x i t ) ; M O D U L E _ L I C E N S E ( " G P L " ) ; / / p r o c / d e v i c e s
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