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RockyLinux内核设备驱动开发(从零开始构建你的第一个Linux设备驱动)

在现代操作系统中,设备驱动是连接硬件与操作系统之间的桥梁。对于使用 RockyLinux(一个与 RHEL 兼容的企业级 Linux 发行版)的开发者而言,掌握内核设备驱动开发技能不仅有助于深入理解 Linux 内核机制,还能为嵌入式系统开发打下坚实基础。本教程将手把手教你如何在 RockyLinux 上编写、编译并加载一个最简单的字符设备驱动。

一、准备工作

在开始之前,请确保你已安装以下软件包:

  • RockyLinux 8 或 9(本文以 RockyLinux 9 为例)
  • 内核头文件和开发工具
  • root 权限或 sudo 权限

打开终端,执行以下命令安装所需依赖:

sudo dnf install -y kernel-devel kernel-headers gcc make elfutils-libelf-devel

安装完成后,确认当前运行的内核版本与开发包版本一致:

uname -rrpm -q kernel-devel

如果版本不一致,请重启系统或手动安装对应版本的 kernel-devel。

二、编写一个最简单的字符设备驱动

我们将创建一个名为 hello_driver.c 的简单驱动,它会在加载时打印一条消息,卸载时再打印另一条消息。虽然它不操作真实硬件,但能帮助你理解驱动的基本结构。

RockyLinux内核设备驱动开发(从零开始构建你的第一个Linux设备驱动) RockyLinux驱动开发 内核模块编程 Linux设备驱动 嵌入式系统开发 第1张

创建项目目录并编辑驱动源码:

mkdir ~/hello_drivercd ~/hello_drivernano hello_driver.c

hello_driver.c 中输入以下代码:

#include <linux/init.h>#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Linux device driver");MODULE_VERSION("0.1");static int __init hello_init(void) {    printk(KERN_INFO "Hello, RockyLinux! Driver loaded.\n");    return 0;}static void __exit hello_exit(void) {    printk(KERN_INFO "Goodbye, RockyLinux! Driver removed.\n");}module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);

三、编写 Makefile

Linux 内核模块不能直接用 gcc 编译,必须使用内核提供的构建系统。在同一个目录下创建 Makefile

nano Makefile

写入以下内容:

obj-m += hello_driver.oall:	make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modulesclean:	make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

注意:Makefile 中的缩进必须使用 Tab 键,不能用空格,否则会报错。

四、编译并加载驱动

在项目目录中执行编译:

make

成功后会生成 hello_driver.ko 文件。使用 insmod 加载驱动:

sudo insmod hello_driver.ko

查看内核日志,确认驱动是否加载成功:

dmesg | tail

你应该看到类似这样的输出:

[12345.678901] Hello, RockyLinux! Driver loaded.

卸载驱动:

sudo rmmod hello_driver

再次查看日志:

dmesg | tail

会看到:

[12346.789012] Goodbye, RockyLinux! Driver removed.

五、后续学习建议

恭喜!你已经完成了第一个 RockyLinux 内核设备驱动。虽然这个驱动没有实际功能,但它为你打开了 Linux设备驱动 开发的大门。下一步你可以尝试:

  • 实现 read/write 接口,让用户空间程序与驱动通信
  • 注册字符设备号(使用 alloc_chrdev_region)
  • 创建设备节点(通过 udev 或 mknod)
  • 处理中断和 DMA 操作(针对真实硬件)

记住,RockyLinux驱动开发 是一项需要耐心和实践的技能。多读内核源码、参考 LDD3(《Linux Device Drivers》第三版)等经典资料,将极大提升你的能力。

结语

通过本教程,即使是编程小白也能在 RockyLinux 上迈出 内核模块编程 的第一步。掌握这些基础知识,将为你在 嵌入式系统开发 或系统底层开发领域奠定坚实基础。继续探索吧,Linux 内核的世界充满无限可能!