理解Linux内核模块Makefile的工作原理

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"简单解析关于Linux内核模块的Makefile" Linux内核模块是Linux操作系统核心功能的可插入部分,允许开发者在不重新编译整个内核的情况下添加、修改或删除功能。这些模块通过一个名为Makefile的构建文件进行编译和管理,这个文件包含了编译和链接内核模块所需的规则和指令。在解析Linux内核模块的Makefile时,我们需要理解几个关键的概念和变量。 首先,`KERNELRELEASE`是一个特殊的变量,用于指示当前系统的内核版本。在Makefile中,`ifneq ($(KERNELRELEASE),)`检查`KERNELRELEASE`是否已经定义。如果已定义(即在内核源码树中),那么`obj-m`变量将被设置为模块的源文件名,例如这里的`hello.o`。如果未定义,那么Makefile会继续执行下面的代码,准备编译内核模块。 `KERNELDIR`变量通常指向`/lib/modules/$(shell uname -r)/build`,这是当前系统内核头文件和构建脚本的路径,通常是一个符号链接到`/usr/src/linux`。`PWD`变量则保存当前工作目录的绝对路径,确保`make`命令知道在哪里寻找模块源代码。 `default`是Makefile中的一个目标,当用户没有指定特定目标时,make会默认执行这个目标。在这里,`$(MAKE)-C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules`命令告诉make使用内核源代码目录的Makefile,并传递`M`参数,指定模块源代码的位置,然后执行`modules`目标来编译模块。 `clean`目标用于清理编译过程中产生的临时文件,如`.o`对象文件、`.mod.c`、`.mod.o`等。 当在模块源代码目录下执行`make`时,首先执行的是当前目录的Makefile,设置好`obj-m`、`KERNELDIR`和`PWD`后,调用内核源代码目录的Makefile进行实际的编译工作。这个过程分为两个阶段:第一阶段编译模块源代码为`.o`文件,第二阶段链接`.o`文件为可加载的内核模块`.ko`。 在第一次执行时,`make`处理的是模块源代码目录的Makefile,生成`.o`文件。第二次执行时,`make`进入`KERNELDIR`(内核源码目录),使用内核构建系统完成链接和打包,生成最终的内核模块。 总结来说,Linux内核模块的Makefile是连接内核源码和模块源码的关键,它负责组织和协调编译过程。`KERNELRELEASE`、`KERNELDIR`和`PWD`等变量以及`default`和`clean`目标都是实现这一目的的重要元素。理解这个过程对于编写和维护内核模块至关重要,因为它们确保了模块能正确地与内核集成并按需加载。

(1)在内核中实现缺页次数统计: 1.cd /usr/sec/linux-2.6.32.60 // 切换到预编译内核 2.sudo gedit arch/x86/mm/fault.c / /编辑fault.c 3.Unsigned long volatile pfcount //在fault.c中定义缺页次数全局变量. 4.将pfcount加入到do_page_fault中,用以统计缺页次数. 5.sudo gedit include/linux/mm.h //声明全局变量pfcount到头文件mm.h. 6.在extern int page_cluster下面添加代码 Extern unsigned long volatile pfcount; 7.Sudo gedit kernel/kallsym.c // 导出pfcount全局变量,整个内核都可以访问. 8.在最后一行添加代码EXPORT_SYMBOL(pfcount); (2)编译安装新内核: 1.sudo make mrproper //删除原来编译产生的垃圾 2.sudo cp /boot/config-3.2.0-29-generic-pag .config //导入原系统的内核配置 3.sudo make odlconfig; //更改配置 4.Sudo make clean; 5.make bzImage //编译内核 6.make modules //编译内核模块 7.make modules_install //安装内核模块 8.make install //安装内核 9.Sudo reboot //重新启动Linux系统 (3)新建内核模块,通过/proc实现用户态下查看缺页次数: 1.make source //创建source文件,存放编写的模块程序. 2.cd source/ //切换到source目录. 3.gedit pf.c// 新建用于构建模块的代码 4.Gedit Makefile //构建Makefile 5.在Makefile中添加 obj-m := pf.o 6.Sudo make -C /usr/src/linux-2.6.32.60 SUBDIRS=$PWD modules //编译、构建内核模块 7.sudo insmod pf.ko //加载模块到内核 8.sudo lsmod | grep pf //验证pf内核模块是否加载到内核进程中,运行命令出现pf信息说明加载成功 9.cat /proc/pf/pfcount //查看缺页统计次数通过以上步骤,你能帮我解读实验的结果吗

2023-06-08 上传