如何针对内核头文件进行编译？

Question

如何针对内核头文件进行编译？

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我正在尝试编译一个第三方专有驱动模块，但是一直失败。我已经安装了linux-headers-5.4.0包，但是我不知道如何编写一个能够成功使用它的gcc命令行。

作为一个最简单的示例，考虑一下test.c，它除了包含内核头文件之外什么都不做。

#include <asm/linkage.h>
#include <linux/module.h>

因为内核包含这两个文件，并且它本身可以编译，所以肯定有某种组合的GCC标志会导致test.c编译。专有驱动程序的.c文件包含了许多其他文件，但它们足以说明我的问题。

eyes=(
  -I/usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include            # for linux/module.h
  -I/usr/src/linux-headers-5.4.0-21/arch/x86/include   # for asm/linkage.h
)
gcc -c "${eyes[@]}" test.c

结果为

In file included from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/seqlock.h:36,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/time.h:6,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/stat.h:19,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/module.h:10,
                 from test.c:2:
/usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/spinlock.h:60:10: fatal error: asm/mmiowb.h: No such file or directory
   60 | #include <asm/mmiowb.h>
      |          ^~~~~~~~~~~~~~

dpkg -L linux-headers-5.4.0-21 | grep mmiowb.h 在 include/asm-generic 目录下显示了这个文件，同时也在 arch/{ia64,mips,powerpc,riscv,sh}/include/asm 目录中找到。进一步调整我的 -I 参数以包含其中一个目录后，错误信息转移到了：

In file included from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/mmzone.h:19,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/gfp.h:6,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/umh.h:4,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/kmod.h:9,
                 from /usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/module.h:13,
                 from test.c:2:
/usr/src/linux-headers-5.4.0-21/include/linux/page-flags-layout.h:6:10: fatal error: generated/bounds.h: No such file or directory
    6 | #include <generated/bounds.h>
      |          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这个文件在我的系统上根本不存在，但是有一个叫做/usr/src/linux-headers-5.4.0-21/KBuild的文件，看起来像一个可以创建它的Makefile，尽管我搞不清楚如何调用这个Makefile。

我应该怎么继续呢？在安装linux-headers-*之后，是否需要运行某个命令来填充generated文件夹？是否有在线指南可以参考这类问题呢？

- Dan

1个回答

- Tilman · Accepted Answer

Linux内核具有基于make的构建系统，该系统生成适用于成功编译内核组件和模块的正确gcc选项。包含在外部内核模块中的Kbuild文件旨在与该内核构建系统一起使用。此外，外部内核模块还应包括一个调用内核构建系统的Makefile。外部模块的一个最小Makefile可能如下所示：

obj-m = foo.o
KVERSION = $(shell uname -r)
all:
        make -C /lib/modules/$(KVERSION)/build M=$(PWD) modules
clean:
        make -C /lib/modules/$(KVERSION)/build M=$(PWD) clean

正如你所看到的，内核构建系统的主要Makefile实际上位于文件夹/lib/modules/$(KVERSION)/build中，其中$(KVERSION)是您正在构建的内核版本号。如果您感到好奇，可以尝试追溯Makefile网格的内容及其最终使用哪组选项来调用gcc编译器。