如何在Petalinux創(chuàng)建Linux內(nèi)核模塊？

創(chuàng)建內(nèi)核模塊

Petalinux可以幫助工程師簡(jiǎn)化內(nèi)核模塊的創(chuàng)建工作。在petalinux工程目錄下，使用命令“ petalinux-create -t modules --name --enable”，能創(chuàng)建Linux內(nèi)核模塊，包括c源代碼文件，Makefile，Yocto的bb文件。相關(guān)文件放在目錄“ project-spec / meta-user / recipes-modules”中，目錄結(jié)構(gòu)如下。

hankf@XSZGS4:~/proj/vcu-trd-2020.2-peta-qt/project-spec/meta-user/recipes-modules$ tree

.

└── linux-test-module

├── files

│ ├── COPYING

│ ├── linux-test-module.c

│ └── Makefile

├── linux-test-module.bb

└── README

2 directories, 5 files

Makefile

原始Makefile

原始的Makefile只支持一個(gè)源文件，內(nèi)容如下：

obj-m := linux-module-module.o

MY_CFLAGS += -g -DDEBUG

ccflags-y += ${MY_CFLAGS}

SRC := $(shell pwd)

all:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC)

modules_install:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC) modules_install

clean:

rm -f *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c

rm -f Module.markers Module.symvers modules.order

rm -rf .tmp_versions Modules.symvers

原始的Makefile，支持模塊在內(nèi)核源碼目錄外編譯。編譯的命令是“$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC)”。其中-C選項(xiàng)將當(dāng)前工作目錄轉(zhuǎn)移到指定的位置；KERNEL_SRC是Yocto/PetaLinux在文件components/yocto/layers/core/meta/classes/module.bbclass里定義的變量，指定了Linux內(nèi)核源代碼目錄，一般是Petalinux工程目錄下的子目錄“build/tmp/work-shared/zynqmp-generic/kernel-source”。這樣編譯時(shí)先進(jìn)入內(nèi)核源代碼目錄，先執(zhí)行其中的頂層Makefile。M是內(nèi)核根目錄下的Makefile中使用的變量，讓make在構(gòu)造modules目標(biāo)之前返回到內(nèi)核模塊源的代碼目錄。

Linux內(nèi)核頂層Makefile關(guān)于M變量的代碼：

# Use make M=dir or set the environment variable KBUILD_EXTMOD to specify the

# directory of external module to build. Setting M= takes precedence.

ifeq ("$(origin M)", "command line")

KBUILD_EXTMOD := $(M)

endif

module.bbclass里定義的變量KERNEL_SRC的代碼：

python do_devshell_prepend () {

os.environ['CFLAGS'] = ''

os.environ['CPPFLAGS'] = ''

os.environ['CXXFLAGS'] = ''

os.environ['LDFLAGS'] = ''

os.environ['KERNEL_PATH'] = d.getVar('STAGING_KERNEL_DIR')

os.environ['KERNEL_SRC'] = d.getVar('STAGING_KERNEL_DIR')

os.environ['KERNEL_VERSION'] = d.getVar('KERNEL_VERSION')

os.environ['CC'] = d.getVar('KERNEL_CC')

os.environ['LD'] = d.getVar('KERNEL_LD')

os.environ['AR'] = d.getVar('KERNEL_AR')

os.environ['O'] = d.getVar('STAGING_KERNEL_BUILDDIR')

kbuild_extra_symbols = d.getVar('KBUILD_EXTRA_SYMBOLS')

if kbuild_extra_symbols:

os.environ['KBUILD_EXTRA_SYMBOLS'] = kbuild_extra_symbols

else:

os.environ['KBUILD_EXTRA_SYMBOLS'] = ''

}

語(yǔ)句“obj-m := linux-test-module.o”指示Kbuild將模塊編譯成Linux內(nèi)核模塊文件linux-test-module.ko。

更多信息可以參考相關(guān)文檔，比如深入理解 Linux 配置/構(gòu)建系統(tǒng)是如何工作的,LINUX內(nèi)核編譯學(xué)習(xí)筆記, Linux 內(nèi)核模塊編譯 Makefile， Linux 2.6內(nèi)核Makefile淺析。

多源文件Makefile

如果有多個(gè)源文件，也可以學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核模塊的Makefile寫(xiě)法，使Petalinux的內(nèi)核模塊也支持多個(gè)源文件。Linux內(nèi)核通過(guò)$(-objs)包含多個(gè)目標(biāo)文件，使Kbuild編譯多個(gè)源文件。因此在支持新Makefile里，增加了objs語(yǔ)句。首先通過(guò)TEST_FILES列出所有C文件，再將C文件替換成Obj文件賦值給$(TEST_MODULE_NAME)-objs 。

export TEST_MODULE_NAME = linux-test-module

export TEST_FILES = linux-test-module.c linux-test-module-internal.c

$(TEST_MODULE_NAME)-objs = $(patsubst %.c,%.o,$(filter %.c,$(TEST_FILES)))

obj-m += $(TEST_MODULE_NAME).o

MY_CFLAGS += -g -DDEBUG

ccflags-y += ${MY_CFLAGS}

SRC := $(shell pwd)

all:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC)

modules_install:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC) modules_install

clean:

rm -f *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c

rm -f Module.markers Module.symvers modules.order

rm -rf .tmp_versions Modules.symvers

內(nèi)核源碼目錄內(nèi)Makefile

有時(shí)內(nèi)核模塊也需要在Linux內(nèi)核源碼目錄內(nèi)編譯，不需要指定編譯命令。KERNELRELEASE是Linux內(nèi)核源碼的頂層Makefile定義的一個(gè)變量。如果在內(nèi)核源碼目錄內(nèi)編譯，先執(zhí)行Linux內(nèi)核源碼的頂層Makefile，會(huì)定義KERNELRELEASE的具體值。如果加上對(duì)KERNELRELEASE的檢查，前面的Makefile可以改造成既可以在在內(nèi)核源碼目錄內(nèi)編譯，也可以在在內(nèi)核源碼目錄外編譯。下面的Makefile，增加了檢查KERNELRELEASE的語(yǔ)句“ifeq ($(KERNELRELEASE),)”。

export TEST_MODULE_NAME = linux-test-module

export TEST_FILES = linux-test-module.c linux-test-module-internal.c

$(TEST_MODULE_NAME)-objs = $(patsubst %.c,%.o,$(filter %.c,$(TEST_FILES)))

obj-m += $(TEST_MODULE_NAME).o

MY_CFLAGS += -g -DDEBUG

ccflags-y += ${MY_CFLAGS}

ifeq ($(KERNELRELEASE),)

SRC := $(shell pwd)

# KERNEL_src=/proj/hankf/zcu106/rdf0428-zcu106-vcu-trd-2020.2/source/linux-kernel

all:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC)

modules_install:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(SRC) modules_install

clean:

rm -f *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c

rm -f Module.markers Module.symvers modules.order

rm -rf .tmp_versions Modules.symvers

endif

實(shí)際測(cè)試中，不加KERNELRELEASE相關(guān)語(yǔ)句，也不影響在Linux內(nèi)核源碼目錄內(nèi)編譯。據(jù)說(shuō)舊版本Kbuild才需要的KERNELRELEASE相關(guān)語(yǔ)句。

上面的Makefile文件也可以作為一個(gè)模板。只需要更改TEST_MODULE_NAME的值“l(fā)inux-test-module”，和更改TEST_FILES后的文件列表，可以用于編譯其它模塊。

如果既不在PetaLinux環(huán)境里編譯，也不再Linux內(nèi)核源碼目錄內(nèi)編譯，請(qǐng)?jiān)僭谏厦娴腗akefile文件里定義內(nèi)核源碼目錄。

Yocto recipe文件

Yocto recipe文件的擴(kuò)展名是.bb，它定義recipe需要的文件。

原始bb文件

原始的recipe的bb文件的只含有一個(gè)C文件。

SUMMARY = "Recipe for build an external linux-test-module Linux kernel module"

SECTION = "PETALINUX/modules"

LICENSE = "GPLv2"

LIC_FILES_CHKSUM = "file://COPYING;md5=12f884d2ae1ff87c09e5b7ccc2c4ca7e"

inherit module

INHIBIT_PACKAGE_STRIP = "1"

SRC_URI = "file://Makefile

file://linux-test-module.c

file://COPYING

"

S = "${WORKDIR}"

# The inherit of module.bbclass will automatically name module packages with

# "kernel-module-" prefix as required by the oe-core build environment.

新bb文件

由于要支持多個(gè)源文件，需要在recipe的bb文件的添加所有C文件。修改其實(shí)也很簡(jiǎn)單。下面的bb文件添加了行“file://linux-test-module-internal.c”以為Yocto/PetaLinux增加文件linux-test-module-internal.c。

SUMMARY = "Recipe for build an external linux-test-module Linux kernel module"

SECTION = "PETALINUX/modules"

LICENSE = "GPLv2"

LIC_FILES_CHKSUM = "file://COPYING;md5=12f884d2ae1ff87c09e5b7ccc2c4ca7e"

inherit module

INHIBIT_PACKAGE_STRIP = "1"

SRC_URI = "file://Makefile

file://linux-test-module.c

file://linux-test-module-internal.c

file://COPYING

"

S = "${WORKDIR}"

# The inherit of module.bbclass will automatically name module packages with

# "kernel-module-" prefix as required by the oe-core build environment.

測(cè)試環(huán)境UBuntu 18.04
PetaLinux 2020.2

原文標(biāo)題：【工程師分享】在Petalinux編譯多個(gè)源文件的Linux內(nèi)核模塊，以及擴(kuò)展Makefile功能

文章出處：【微信公眾號(hào)：FPGA開(kāi)發(fā)圈】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq