如何编写你的第一个Linux内核模块

1. 准备工作：搭建内核开发环境

在开始内核编程之前，你需要确保系统满足以下条件：

• 一台运行Linux的计算机（推荐Ubuntu或CentOS）
• 安装好内核头文件（例如在Ubuntu上执行 sudo apt install linux-headers-$(uname -r)）
• 安装编译工具：gcc、make等

验证内核头文件是否正确安装，可以检查 /lib/modules/$(uname -r)/build 目录是否存在。

2. 编写第一个模块：Hello World

现在我们来创建一个最简单的内核模块，它会在加载时打印 "Hello, World!"，卸载时打印 "Goodbye, World!"。新建文件 hello.c，并输入以下代码：

#include #include #include MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World kernel module");static int __init hello_init(void) {    printk(KERN_INFO "Hello, World!");    return 0;}static void __exit hello_exit(void) {    printk(KERN_INFO "Goodbye, World!");}module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);

这段代码定义了一个典型的Hello World模块，使用 printk 在内核日志中输出信息。注意模块的入口和出口函数必须使用 __init 和 __exit 宏标记。

3. 编写Makefile

内核模块的编译需要借助内核的构建系统。在同一个目录下创建 Makefile，内容如下：

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

这里 obj-m 指定要编译成模块的目标文件。 make -C 进入内核源码目录执行构建，M=$(PWD) 指定当前目录。保存后，在终端执行 make 命令即可开始编译。

4. 编译模块

在终端中进入源码目录，运行 make。如果一切顺利，你会看到编译输出，并生成 hello.ko 文件。这就是最终的内核模块。这个过程涉及内核模块编译的细节，包括依赖处理和符号生成。

5. 加载和卸载模块

现在我们可以测试模块了：

• 加载模块：sudo insmod hello.ko
• 查看内核日志：dmesg | tail 应该能看到 "Hello, World!"
• 卸载模块：sudo rmmod hello
• 再次查看日志：dmesg | tail 显示 "Goodbye, World!"

使用 lsmod 可以查看已加载的模块列表，确认 hello 模块存在。

6. 总结与进阶

恭喜！你已经成功编写并运行了第一个Linux内核模块。这只是一个起点，内核编程涉及更复杂的概念如设备驱动、文件系统、进程管理等。建议继续学习内核文档和实践更多示例。记住，每次修改模块后都需要重新编译和加载。

通过本文，我们覆盖了Linux内核模块开发的基本流程，从环境搭建到内核编程实践，从Hello World模块的编写到内核模块编译的完整步骤。希望这能为你打开内核开发的大门！