编写一个简单的Linux内核模块

为了在运行时动态增加和删除某个功能,Linux内核引入了内核模块这一机制,可在内核运行时加载一组目标代码来实现某个特定的功能,这样在实际使用Linux的过程中就不需要重新编译内核代码来实现动态扩展。

为了深入Linux内核的学习,我们从编写一个简单的Linux内核模块开始。

helloworld.c

创建一个名为helloworld.c的文件,内容如下:

#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("fukaiqiang");//作者
MODULE_LICENSE("GPL v2");//模块许可证声明,一般用GPL v2
MODULE_DESCRIPTION("A simple hello world module");//模块描述
MODULE_ALIAS("hw"); //别名
  1. 这个简单的内核模块只有两个函数,一个是hello_init,一个是hello_exit。
  2. 头文件有两个,分别是init.h和module.h,它们分别对应内核源代码中的 include/linux/init.h 文件和 include/linux/module.h 文件,其中module_init和module_exit是在init.h中,MODULE_AUTHOR等宏是在module.h中。
  3. module_init告诉内核这是该模块的入口。
  4. module_exit告诉内核这是该模块的退出函数。
  5. 函数hello_init和hello_exit都只利用printk往终端输出一句话。printk函数类似C语言中的printf函数,只是增加了输出级别的支持。
  6. MODULE_AUTHOR描述作者信息,MODULE_LICENSE描述软件许可协议。MODULE_DESCRIPTION描述该模块的用途或功能。MODULE_ALIAS描述模块的别名。
  7. Linux内核是一个使用了GPLv2许可证的开源项目,这要求所有使用和修改Linux源代码的个人或公司都有义务把修改后的源代码公开,GPL是一个强制性的开源协议,因此我们编写的驱动代码中需要显示地声明和遵循这个协议。

Makefile

KVERS = $(shell uname -r)

obj-m := helloworld.o

all:
    make -C /lib/modules/$(KVERS)/build M=$(PWD) modules

clean:
    make -C /lib/modules/$(KVERS)/build M=$(PWD) clean
        rm -rf *.ko;
$make
make -C /lib/modules/4.15.0-142-generic/build M=/media/fukaiqiang/Disk960/Codes/kernel/hello_world
make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-4.15.0-142-generic'
  CC [M]  /media/fukaiqiang/Disk960/Codes/kernel/hello_world/helloworld.o
  Building modules, stage 2.
  MODPOST 1 modules
  CC      /media/fukaiqiang/Disk960/Codes/kernel/hello_world/helloworld.mod.o
  LD [M]  /media/fukaiqiang/Disk960/Codes/kernel/hello_world/helloworld.ko
make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-4.15.0-142-generic'
  1. uname -r 用于获取内核的版本
  2. obj-m 表示要生成的模块,其值组成为 <模块名>.o
  3. -C 这是make的递归调用,用在这里指进入/usr/src/linux-headers-4.15.0-142-generic,并递归这个目录下所有的Makefile进行make.
  4. M 并非是make的参数,而是内核编译的选项,所以M的值是/media/fukaiqiang/Disk960/Codes/kernel/hello_world
  5. make过程: 进入/usr/src/linux-headers-4.15.0-142-generic,通过hello_world.c生成hello_world.o,通过helloworld.mod.c生成helloworld.mod.o(不熟悉这个环节).链接hello_world.o和helloworld.mod.o生成helloworld.ko.离开/usr/src/linux-headers-4.15.0-142-generic.

检测ko文件的正确性

$file helloworld.ko
helloworld.ko: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), BuildID[sha1]=225d75bec2feeab394d6567f8104a13874623dd1, not stripped

当看到 x86-64 的 ELF 文件,就证明编译成功了.

查看ko文件的信息

$modinfo helloworld.ko
filename:       /media/fukaiqiang/Disk960/Codes/kernel/hello_world/helloworld.ko
alias:          hw
description:    A simple hello world module
license:        GPL v2
author:         fukaiqiang
srcversion:     897BBFF3273E374126017CE
depends:        
retpoline:      Y
name:           helloworld
vermagic:       4.15.0-142-generic SMP mod_unload

加载内核模块

sudo insmod helloworld.ko

查看内核是否已被加载

lsmod | grep helloworld
helloworld             16384  0

查看内核的输出信息

dmesg
[421558.748577] hello World enter

卸载内核模块

sudo rmmod helloworld
[440528.513574] hello World exit

补充: 模块被加载后会在/sys/module下生成一个文件夹

{ fukaiqiang@superman /sys/module/helloworld }
$tree -a
.
├── coresize
├── holders
├── initsize
├── initstate
├── notes
│   └── .note.gnu.build-id
├── refcnt
├── sections
│   ├── .exit.text
│   ├── .gnu.linkonce.this_module
│   ├── .init.text
│   ├── __mcount_loc
│   ├── .note.gnu.build-id
│   ├── .rodata.str1.1
│   ├── .strtab
│   └── .symtab
├── srcversion
├── taint
└── uevent

3 directories, 16 files

到这里,我们就编写完成了一个简单的Linux内核模块了,感兴趣的,快动手试试吧.

内核版本

Linux version 4.15.0-142-generic

参考

奔跑吧内核 入门篇第2版 第五章内核模块

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 151,511评论 1 330
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 64,495评论 1 273
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 101,595评论 0 225
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 42,558评论 0 190
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 50,715评论 3 270
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 39,672评论 1 192
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,112评论 2 291
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 29,837评论 0 181
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 33,417评论 0 228
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 29,928评论 2 232
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,316评论 1 242
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 27,773评论 2 234
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,253评论 3 220
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 25,827评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,440评论 0 180
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 34,523评论 2 249
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 34,583评论 2 249

推荐阅读更多精彩内容