Linux驱动入门——构建和运行模块

Hello world模块

本文介绍如何向内核中添加一个hello模块。该模块的功能是在模块加载时，向系统日志输出“hello world\n” 在模块卸载时输出“Good bye，cruel world!".

一个模块源代码一般有含有一个init函数（加载时调用）和一个exit函数（卸载时调用）。这两个函数由分别由宏module_init和module_exit调用。因而一个简单的Hello world模块源代码如下：

#include <linux/init.h><span style="white-space:pre">		</span>//这个头文件包含了你的模块初始化与清除的函数
#include <linux/module.h><span style="white-space:pre">	</span>//这个头文件包含了许多与模块加载有关的符号与函数的定义
<span style="white-space:pre">	</span>//如果模块需要参数传递，还可以参考moduleparam.h

MODULE_LICENSE("GPL");<span style="white-space:pre">		</span>//表明本模块带有一个GPL的自由许可证，没有这行，加载模块时内核可能会抱怨
MODULE_AUTHOR("Windeal")<span style="white-space:pre">	</span>//author  

//模块加载时调用的函数
static int hello_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Hello world!\n");//printk是内核函数接口，会将内容输出到系统日志，KERN_ALERT表明输出优先级，printk也是行缓冲的
    return 0;
}

//模块卸载时调用的函数
static void hello_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Good bye, cruel world!\n");
}

module_init(hello_init);//宏，指定模块加载时调用的函数
module_exit(hello_exit);//宏，指定模块加载时调用的函数

关于MODULE_XXX宏做一个简单介绍：

MODULE_LICENSE<span style="white-space:pre">			</span>//许可证，具体许可证内容自行百度
MODULE_AUTHOR                   // 声明作者
MODULE_DESCRIPTION              //对这个模块作一个简单的描述，这个描述是"human-readable"的
MODULE_VERSION                  // 这个模块的版本
MODULE_ALIAS                    // 这个模块的别名
MODULE_DEVICE_TABLE             //告诉用户空间这个模块支持什么样的设备

编译、Makefile

前面我们已经写好了一个简单的hello模块，接下来要对模块进行编译。我们使用Makefile文件

# If KERNELRELEASE is defined, we've been invoked from the
# kernel build system and can use its language.
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
    obj-m := hello.o
# Otherwise we were called directly from the command
# line; invoke the kernel build system.
else
    KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build  #KERNELDIR赋值，指代内核源代码目录

    PWD := $(shell pwd)  #当前目录
default:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
endif

这是一个很有意思的Makefile脚本，当你在当前目录make的时候，它会执行两次。第一次执行的时候KERNELRELEASE未定义，因而会执行else分支的default目标的命令，即$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules .这条命令会进入内核源代码目录，执行内核源代码根目录下的Makefile，根目录下的Makefile会定义KERNELRELEASE，并切换到当前目录，再执行一遍当前目录的Makefile。此时KERNELRELEASE已被定义，因而会执行obj-m
:= hello.o 这条命令。从而整个依赖关系才完整，生成目标文件hello.ko。

ifeq ($(KERNELRELEASE),)目前，并无用处，它的由来是指在Linux源码根目录下的Makefile编译内核时，KERNELRELEASE宏会被定义，那么如果是从源码根目录开始的make则会将myhello.o模块编译进内核。

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules 是Makefile的规则：这里的$(MAKE)就相当于make，-C 选项的作用是指将当前工作目录转移到你所指定的位置。“M=”选项的作用是，当用户需要以某个内核为基础编译一个外部模块的话，需要在make modules 命令中加入“M=dir”，程序会自动到你所指定的dir目录中查找模块源码，将其编译，生成ko文件。

模块加载：

编译好的模块hello.ko需要加载如内核才能使用。

sudo insmod XXX<span style="white-space:pre">		</span>#加载模块
sudo lsmod<span style="white-space:pre">		</span>#查看已加载的所有模块
sudo rmmod XXX<span style="white-space:pre">		</span>#卸载模块 

而我们的prink输出会写入系统日志，可以通过dmesg查看。

因此我们的测试过程如下：

windeal@ubuntu:driver$ lsmod | grep hello   #确认当前没有加载hello模块
windeal@ubuntu:driver$ sudo insmod hello.ko #加载hello.ko模块
windeal@ubuntu:driver$ dmesg<span style="white-space:pre">			</span>#查看系统日志
[190444.174802] Hello world!
windeal@ubuntu:driver$ lsmod | grep hello<span style="white-space:pre">	</span>#查看是否加载了hello模块
hello                  12449  0
windeal@ubuntu:driver$ sudo rmmod hello<span style="white-space:pre">		</span>#卸载hello模块
windeal@ubuntu:driver$ dmesg<span style="white-space:pre">			</span>#查看系统日志
[190444.174802] Hello world!
[190487.913667] Good bye, cruel world!
windeal@ubuntu:driver$ lsmod | grep hello<span style="white-space:pre">	</span>#查看模块是否被卸载了
windeal@ubuntu:driver$

图：