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linux学习笔记（五）编译内核模块生成ko驱动文件

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前言

系统：ubuntu 1604
功能：加载内核模块

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、加载内核简介

Linux内核的整体架构本就非常庞大，其包含的组件也非常多。而我们怎样把需要的部分都包含在内核中呢？一种方法是把所有需要的功能都编译到Linux内核中。这会导致两个问题，一是生成的内核会很大，二是如果我们要在现有的内核中新增或删除功能，将不得不重新编译内核。

Linux提供了这样的机制，这种机制被称为模块（Module）。可使得编译出的内核本身并不需要包含所有功能，而在这些功能需要被使用的时候，其对应的代码被动态地加载到内核中。
模块本身不被编译入内核映像，从而控制了内核的大小。·模块一旦被加载，它就和内核中的其他部分完全一样。
这篇文章提供了最简单的一个内核模块工程，第一个hello world工程。

而且是单独编译到内核中，方便安装和删除。

二、第一个hello world文件

1.文件树

	├── hello.c
	├── Makefile

整个工程只有两个文件，一个hello.c，一个用来控制编译的Makefile。

2.hello.c

代码如下（示例）：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

static int __init hello_init(void)
{
	printk(KERN_INFO "Hello World enter\n");
	return 0;
}
module_init(hello_init);

static void __exit hello_exit(void)
{
	printk(KERN_INFO "Hello World exit\n ");
}
module_exit(hello_exit);

MODULE_AUTHOR("Barry Song <21cnbao@gmail.com>");
MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Module");
MODULE_ALIAS("a simplest module");

代码解析：
内核模块中用于输出的函数是内核空间的printk（）而不是用户空间的printf（），printk（）的用法和printf（）基本相似，但前者可定义输出级别。printk（）可作为一种最基本的内核调试手段。

一个Linux内核模块主要由如下几个部分组成。
（1）模块加载函数
当通过insmod或modprobe命令加载内核模块时，模块的加载函数会自动被内核执行，完成本模块的相关初始化工作。
Linux内核模块加载函数一般以__init标识声明，模块加载函数以“module_init（函数名）”的形式被指定。它返回整型值，若初始化成功，应返回0。而在初始化失败时，应该返回错误编码。在Linux内核里，错误编码是一个接近于0的负值。
（2）模块卸载函数
当通过rmmod命令卸载某模块时，模块的卸载函数会自动被内核执行，完成与模块卸载函数相反的功能。
Linux内核模块加载函数一般以__exit标识声明，模块卸载函数在模块卸载的时候执行，而不返回任何值，且必须以“module_exit（函数名）”的形式来指定。
（3）模块许可证声明许可证（LICENSE）
声明描述内核模块的许可权限，如果不声明LICENSE，模块被加载时，将收到内核被污染（Kernel Tainted）的警告。在Linux内核模块领域，可接受的LICENSE包括“GPL”、“GPL v2”、“GPLand additional rights”、“Dual BSD/GPL”、“Dual MPL/GPL”和“Proprietary”（关于模块是否可以采用非GPL许可权，如“Proprietary”，这个在学术界和法律界都有争议）。大多数情况下，内核模块应遵循GPL兼容许可权。Linux内核模块最常见的是以MODULE_LICENSE（“GPL v2”）语句声明模块采用GPL v2。
（4）模块参数（可选）
模块参数是模块被加载的时候可以传递给它的值，它本身对应模块内部的全局变量。
（5）模块导出符号（可选）
内核模块可以导出的符号（symbol，对应于函数或变量），若导出，其他模块则可以使用本模块中的变量或函数。
（6）模块作者等信息声明（可选）

MODULE_AUTHOR、MODULE_DESCRIPTION、MODULE_VERSION、MODULE_DEVICE_TABLE、MODULE_ALIAS分别声明模块的作者、描述、版本、设备表和别名
（7）printk
printk的日志级别定义如下（在include/linux/kernel.h中）：

#define KERN_EMERG 0
　　#define KERN_ALERT 1
　　#define KERN_CRIT 2
　　#define KERN_ERR 3
　　#define KERN_WARNING 4
　　#define KERN_NOTICE 5
　　#define KERN_INFO 6
　　#define KERN_DEBUG 7

3.Makefile

KVERS = $(shell uname -r)
#shell中输出uname -r会获得内核版本号，这里将版本号存到变量KVERS
# Kernel modules
#将后面的东东编译为“内核模块”， obj-y 编译进内核，obj-n 不编译。
obj-m += hello.o

# 开启EXTRA_CFLAGS=-g-O0，可以得到包含调试信息的hello.ko模块。
#EXTRA_CFLAGS=-g -O0
#-C 表示让 make 命令进入指定的内核源代码目录
build: kernel_modules
kernel_modules:
	make -C /lib/modules/$(KVERS)/build M=$(CURDIR) modules

clean:
	make -C /lib/modules/$(KVERS)/build M=$(CURDIR) clean

：=”表示：它的右边如果为变量，那么该变量在这条语句之前就要定义好，而不能在使用这条语句之后定义的变量
“=”表示：当它右边如果变量时，这个变量可以在这条语句之前或者之后使用
“？=”表示：当它左边的变量在这条语句之前没有定义过，则执行本条语句，如果已经定义了，则什么都不做。

三 编译命令

make
#make的提示信息中，CC是编译,LD是链接
modinfo hello.ko#获得模块的信息
sudo insmod hello.ko #或者是insmod ./hello.ko
#加载时输出“Hello World enter”
lsmod #获得系统中已加载的所有模块以及模块间的依赖关系
sudo rmmod hello
#卸载时输出“Hello World exit”。
lsmod #获得系统中已加载的所有模块以及模块间的依赖关系

总结

以上代码，在lsmod中确实可以看到能够加载内核模块 ，但是不知道为什么无法打印输出信息。改了printk的输出级别也不管用。有网友知道的可以告诉我。

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