【嵌入式Linux】编译应用和ko内核模块Makefile使用记录

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一、常用的语法
- 1.1 `=, :=, +=, ?=`的区别
- 1.2 命名模式：target-objs 和 target-y 的区别
二、编译KO
- 2.1 难度0：一个.c文件编译成一个.ko文件
- - 2.1.1 改进一下Makefile使得编译命令只需要make就可以
- 2.2 难度1：多个.c,.h文件编译成一个.ko文件
- 风格二
三、编译应用
- 3.1 最简单的：只有一个.c文件编译没有必要写Makefile
- 3.2 风格一：编译时直接make
四、错误记录
- 4.1 编译内核模块报错1：cc1: some warnings being treated as errors
- 4.2 编译内核模块报错2

一、常用的语法

1.1 `=, :=, +=, ?=`的区别

在Makefile中，变量的赋值可以使用以下几种方式：

=：最基本的赋值符号，表示简单的延迟展开（lazy expansion）方式。变量的值将会在使用变量的时候进行展开。
:=：立即展开（immediate expansion）的赋值方式。变量的值在赋值的时候立即展开，并且在后续的使用中不再改变。
+=：追加赋值符号，用于将值追加到变量的原有值的末尾。
?=：条件赋值符号，用于在变量未定义或为空时才进行赋值。

下面是每种符号的示例和解释：

VARIABLE1 = Hello $(VARIABLE2)
VARIABLE2 = World

VARIABLE3 := Hello $(VARIABLE4)
VARIABLE4 := World

VARIABLE5 += Good
VARIABLE5 += Morning

VARIABLE6 ?= Default Value

all:
    @echo "VARIABLE1:" $(VARIABLE1)
    @echo "VARIABLE3:" $(VARIABLE3)
    @echo "VARIABLE5:" $(VARIABLE5)
    @echo "VARIABLE6:" $(VARIABLE6)

输出结果为：

VARIABLE1: Hello $(VARIABLE2)
VARIABLE3: Hello
VARIABLE5: Good Morning
VARIABLE6: Default Value

可以看到，= 进行简单赋值，使用时才展开。:= 进行立即展开，赋值时就展开为确定的值。+= 用于追加值，变量值累加。?= 用于条件赋值，只在变量未定义或为空时进行赋值。

1.2 命名模式：target-objs 和 target-y 的区别

target-objs：都可以，应用程序和内核模块
target-y：常用于内核模块

通常，内核驱动有两种编译和加载方式：第一种是直接把驱动程序编译进内核中，对应obj-y变量；第二种是将驱动程序作为模块单独编译成.ko文件，而不编译进内核中，然后手动加载，即obj-m变量。

在Makefile中，main-objs和main-y是用于定义目标文件（object files）的变量。

main-objs是一种目标文件的变量约定，用于指定构建某个目标的源文件列表。通常，当你的目标（如可执行文件、模块）由多个源文件组成时，你可以使用target-objs的命名模式，其中target是你的目标名称。使用target-objs，你可以列出构成目标的所有源文件，例如：

main-objs := file1.o file2.o file3.o

main-y是另一种目标文件的变量约定，用于指定构建某个目标的源文件列表，类似于target-objs。但是，main-y通常用于内核模块（kernel module）的构建。在内核模块编译构建时，main-y变量指定要包含在模块中的所有源文件。例如：

main-y := file1.o file2.o file3.o

这样，当你构建目标时，Makefile将使用所定义的target-objs或target-y变量来确定哪些源文件应该编译为目标文件，并将其链接到最终的目标（如可执行文件、模块）中。

请注意，target-objs和target-y只是约定的变量名，你可以根据自己的需要和习惯为目标定义适当的变量名。

二、编译KO

2.1 难度0：一个.c文件编译成一个.ko文件

这几乎就是最简单的内核模块了！

# 指定你的内核源码目录
KERNEL_DIR := /home/liefyuan/Liefyuan/cherry-pi/linux-zero-5.2.y
# 指定你的模块源码目录：会把该目录下的文件编译成.ko文件
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
# 驱动名称: led.ko
obj-m := led.o

build: kernel_modules

kernel_modules:
	$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR ) M=$(CURRENT_PATH) modules

clean:
	$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR ) M=$(CURRENT_PATH) clean

编译命令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

一般没啥问题就会在本目录下生成一个led.ko文件

2.1.1 改进一下Makefile使得编译命令只需要make就可以

Makefile

ARCH := arm
CROSS_COMPILE := arm-linux-gnueabihf-
KERN_DIR = /home/liefyuan/Liefyuan/cherry-pi/linux-zero-5.2.y

obj-m += led.o

#cc1: all warnings being treated as errors解决办法
CFLAGS = -Wall -Wpointer-arith -Wno-unused
KBUILD_CFLAGS += -w

all:
	make ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) -C $(KERN_DIR) M=$(shell pwd) modules 
clean:
	rm -rf *.order *o *.symvers *.mod.c *.mod *.ko

编译命令：

make

2.2 难度1：多个.c,.h文件编译成一个.ko文件

MODULE_NAME = hci_uart

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
	obj-m :=$(MODULE_NAME).o
	$(MODULE_NAME)-y := hci_ldisc.o hci_h4.o hci_rtk_h5.o rtk_coex.o
	#cc1: all warnings being treated as errors解决办法
	CFLAGS = -Wall -Wpointer-arith -Wno-unused
	KBUILD_CFLAGS += -w
else
	PWD := $(shell pwd)
	KDIR := /home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel

all:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
	rm -rf *.o *.mod *.mod.c *.mod.o *.ko *.symvers *.order *.a
endif

解释一下Makefile文件。KERNELRELEASE是在内核源码的上层Makefile中定义的一个变量。在该模块未被动到内核源代码中时，这个变量不会被定义。该模块移动到内核源代码后，这个变量就有定义了。

KDIR变量表示的这个目录下存放该版本linux内核源码，其中调用的shell指令uname -r用来打印该内核的版本号。PWD是当前目录所在的路径。

在终端输入make指令后，对.c文件编译进行编译。这个过程比较复杂。首先，初次编译前变量KERNELRELEASE为空，因此执行else后面的程序，即

make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

-C参数的作用是指定跳转目录，-C $(KDIR)指明跳转到内核源码所在的目录并读取那里的Makefile，启动kbuild机制。M=$(PWD)再返回到当前目录继续执行当前的Makefile。

kbuild即kernel build，用于编译Linux内核文件，对Makefile进行功能上的扩展。大部分内核中的Makefile都使用kbuild进行组织，它能使原本的Makefile代码变得更简洁、高效。kbuild中会预定义一些变量，如obj-y、obj-m，用来指定要生成的.o目标文件。只需要对该变量进行赋值，kbuild就会自动把代码编译到内核或编译成模块。

通常，内核驱动有两种编译和加载方式：第一种是直接把驱动程序编译进内核中，对应obj-y变量；第二种是将驱动程序作为模块单独编译成.ko文件，而不编译进内核中，然后手动加载，即obj-m变量。本例中将DriverFramework.o赋值给obj-m变量，就是采用第二种模式，单独生成一个独立的DriverFramework.ko文件。
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编译命令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

风格二

obj-m := ch36x.o

#交叉编译需要指定内核在ubuntu的位置,内核源代码路径
KERNELDIR= /home/ht/rk3588/nvr_v1.3/kernel_rk_demo

#cc1: all warnings being treated as errors解决办法
CFLAGS = -Wall -Wpointer-arith -Wno-unused
KBUILD_CFLAGS += -w

#交叉编译器路径
CROSS_PATH = /opt/rk_linux/rv1126_1109/gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-

#驱动模块源代码路径
PWD	:= $(shell pwd)

#交叉编译
modules:
	$(MAKE) ARCH=arm64 $(CFLAGS) LOCALVERSION="sun50iw6" CROSS_COMPILE=$(CROSS_PATH) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
clean:
	rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.mod *.mod.c .tmp_versions modules.order Module.symvers Module.markers built-in.o ch36x.ko *.ko.*

三、编译应用

3.1 最简单的：只有一个.c文件编译没有必要写Makefile

假设文件是main.c，交叉编译成main.elf，就直接命令行输入：

arm-linux-gnueabihf-gcc main.c -o main.elf

然后本目录下就可以生成main.elf，拷贝到目标平台上就可以运行了。

3.2 风格一：编译时直接make

要想编译时直接make，就得在Makefile里面指定编译器/交叉编译器。

一个使用过的例子：
Makefile文件

rtk_hciattach:hciattach.c hciattach_rtk.o  
	arm-linux-gnueabihf-gcc -o rtk_hciattach hciattach.c hciattach_rtk.o  

hciattach_rtk.o:hciattach_rtk.c
	arm-linux-gnueabihf-gcc -c hciattach_rtk.c

clean:
	rm -f *.o  rtk_hciattach

编译：

make

然后本目录下就可以生成rtk_hciattach可执行文件了。

四、错误记录

4.1 编译内核模块报错1：cc1: some warnings being treated as errors

make -C /home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel M=/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver modules
make[1]: Entering directory '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel'
  CC [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_ldisc.o
/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_ldisc.c: In function 'hci_uart_init':
/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_ldisc.c:1149:22: error: assignment to 'ssize_t (*)(struct tty_struct *, struct file *, unsigned char *, size_t,  void **, long unsigned int)' {aka 'int (*)(struct tty_struct *, struct file *, unsigned char *, unsigned int,  void **, long unsigned int)'} from incompatible pointer type 'ssize_t (*)(struct tty_struct *, struct file *, unsigned char *, size_t)' {aka 'int (*)(struct tty_struct *, struct file *, unsigned char *, unsigned int)'} [-Werror=incompatible-pointer-types]
  hci_uart_ldisc.read = hci_uart_tty_read;
                      ^
cc1: some warnings being treated as errors
make[2]: *** [scripts/Makefile.build:273: /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_ldisc.o] Error 1
make[1]: *** [Makefile:1917: /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver] Error 2
make[1]: Leaving directory '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel'
make: *** [Makefile:12: all] Error 2

解决办法：

编译驱动的makefile中加入下面两句

#cc1: all warnings being treated as errors解决办法
CFLAGS = -Wall -Wpointer-arith -Wno-unused
KBUILD_CFLAGS += -w

为了避免内核继续将警告提示错误导致的编译失败

4.2 编译内核模块报错2

root@DESKTOP-2CFURMS:/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-rockchip830-linux-uclibcgnueabihf-
make -C /home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel M=/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver modules
make[1]: Entering directory '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel'
  MODPOST /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/Module.symvers
ERROR: modpost: "hci_register_dev" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
ERROR: modpost: "hci_recv_frame" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
ERROR: modpost: "hci_unregister_dev" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
ERROR: modpost: "bt_err" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
ERROR: modpost: "bt_info" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
ERROR: modpost: "hci_alloc_dev" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
ERROR: modpost: "hci_free_dev" [/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko] undefined!
make[2]: *** [scripts/Makefile.modpost:169: /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/Module.symvers] Error 1
make[2]: *** Deleting file '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/Module.symvers'
make[1]: *** [Makefile:1819: modules] Error 2
make[1]: Leaving directory '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel'
make: *** [Makefile:12: all] Error 2

来源：https://github.com/espressif/esp-hosted/issues/110
kernel没有编译支持Bluetooth的功能，建议通过make menuconfig来配置蓝牙相关功能后再编译内核，最后再来编译.ko。
在这里插入图片描述

浑身通透。我居然理解了他的意思。
卧槽，牛逼！！！试了一下，KO编译出来了！！！

root@DESKTOP-2CFURMS:/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-rockchip830-linux-uclibcgnueabihf-
make -C /home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel M=/home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver modules
make[1]: Entering directory '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel'
  CC [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_ldisc.o
  CC [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_h4.o
  CC [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_rtk_h5.o
  CC [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/rtk_coex.o
  LD [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.o
  MODPOST /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/Module.symvers
  CC [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.mod.o
  LD [M]  /home/liefyuan/luckfox-pico-main/project/app/rkwifibt-1.0.0/realtek/bluetooth_uart_driver/hci_uart.ko
make[1]: Leaving directory '/home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel'

Makefile文件

MODULE_NAME = hci_uart

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
	obj-m :=$(MODULE_NAME).o
	$(MODULE_NAME)-y := hci_ldisc.o hci_h4.o hci_rtk_h5.o rtk_coex.o
	CFLAGS = -Wall -Wpointer-arith -Wno-unused
	KBUILD_CFLAGS += -w
else
	PWD := $(shell pwd)
	KDIR := /home/liefyuan/luckfox-pico-main/sysdrv/source/kernel

all:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
	rm -rf *.o *.mod *.mod.c *.mod.o *.ko *.symvers *.order *.a
endif