内核模块开发

Linux内核模块 便是这样的插件。作为 Linux 内核的扩展手段，可以在运行时动态加载和卸载。那么，一个内核模块是怎么编写的呢？与普通程序编写有什么区别呢？

程序开发经常以程序入门，因为这是最简单的。本文也通过一个最简单的内核模块，演示如何一步步编写一个内核模块。

内核模块与普通程序不同，没有执行流。可以这样理解，内核模块实现一些函数，作为回调函数注册到内核中。在内核加载/卸载时，或者其他应用程序调用系统调用时，注册的回调函数才得到调用。

有两个最基本的回调函数 init 和 exit ，分别由 module_init 和 module_exit 登记，分别在模块加载和卸载的时候执行。下面实现的 hello world 内核模块，将只实现这两个最基本的函数。

内核模块支持参数，用户借此控制内核模块的行为。参数有默认值，可以在加载时指定，也可以在通过 proc 伪文件系统等手段动态修改。

此外，内核模块还需要带一些描述信息，包括 许可证 、作者、描述以及版本等等。描述信息由 MODULE 系列宏指定， _modinfo 等命令可以展示这些信息。

编码

hello 模块只实现 init 和 exit 函数，分别在加载和卸载时往内核日志输出一条记录。同时，也演示了参数的使用方式——通过参数控制日志输出内容。

内核模块代码已经写好了，怎样知道写得对不对呢？编译运行一下不就知道了？可问题是如何编译呢？跟普通程序一样吗？用 gcc 来编译？

没错，内核模块用 gcc 来编译，但不会直接运行 gcc 。我们需要先准备一个 Makefile ，内容如下：

obj-m+=hello.o
        make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build/ M=$(PWD) modules
        make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build/ M=$(PWD) modules

好了之后，我们再命令行下运行 make 即可：

看到 hello.ko 文件生成，意味着编译大功告成了！该文件就是二进制内核模块目标文件，其他文件的作用不再深入讨论。

顺便提一句， Makefile 中分成 all 和 clean 两节。其中 all 用来编译， clean 用来清理编译环境：

$ make clean
make -C /lib/modules/3.16.0-4-amd64/build/ M=/home/fasion/hello clean
make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-3.16.0-4-amd64'
make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-headers-3.16.0-4-amd64'
  CLEAN   /home/fasion/hello/Module.symvers
$ ls
hello.c  Makefile

运行

内核模块编译完成后，要怎么使用呢？跟普通程序直接运行不同，内核模块需要加载到内核里面发挥作用。使用命令加载内核模块：

内核模块加载后，用 dmesg 命令看到，内核模块初始化时输出的一条内核日志。

加载内核模块时怎么指定参数的值呢？下面演示移除内核模块，并以 fasion 为 name 参数值重新挂载：

$ sudo rmmod hello
$ sudo insmod hello.ko name=fasion

操作完成后，用可以看到以下内核日志：

第二次挂载时， name 参数的值不是默认值 world ，而是 fasion 了。

跟内核模块相关还有 insmod 、、 lsmod 、、 modprobe 等命令，用法请参考man文档。

小菜学编程

参考文献

dmesg(1) - Linux manual page