深入学习Linux：快速掌握模块开发技巧 (linux 模块开发)
深入学习Linux：快速掌握模块开发技巧
随着云计算、物联网等技术的快速发展，Linux已成为现代计算机领域的重要组成部分。Linux内核是Linux操作系统的核心，开发Linux内核模块是Linux系统开发人员的重要技能之一。在本篇文章中，我们将深入学习Linux内核模块开发技巧，帮助读者快速掌握这项技能。
一、Linux内核模块简介
相对于开发整个操作系统，开发内核模块可以更快速地实现需要的功能。内核模块是一段可装载的代码，它可以在系统运行时被直接加载到内核中，与现有内核代码协同工作。内核模块通常可以增强或改进Linux系统的某些方面，例如添加新的驱动程序或文件系统。
内核模块通常基于Linux内核源代码进行开发。Linux内核源代码是开放源代码软件的典型例子，用户可以自由地访问、修改和再分发源代码。许多公司和组织都有为Linux内核编写和维护内核代码的开发人员。因此，在学习内核模块开发技术时务必要掌握Linux内核源代码的基础知识。
二、Linux内核模块开发过程
Linux内核模块开发主要包括编写内核模块、编译并连接内核模块以及部署内核模块。
要编写内核模块，需要创建一个包含模块初始化和模块卸载函数的C文件。模块初始化函数将在模块被加载到内核时运行，而模块卸载函数将在模块被卸载时运行。接下来，我们需要编写一些代码来实现我们需要的内核功能。
一旦内核模块代码被编写完成，我们需要将代码编译为可装载模块。为了完成此操作，我们需要使用Linux内核源代码中的特定makefile文件。makefile文件指定了在Linux内核中构建和链接内核模块所需的所有信息。
我们需要使用inod命令将模块加载到内核中。如果模块正在运行，并且我们需要将其卸载，则可以使用rmmod命令卸载模块。
三、深入了解Linux内核模块开发技巧
为了更深入地了解Linux内核模块开发技巧，我们需要掌握以下几个关键概念：
1.内核符号表
内核符号表是一个映射内核函数和全局变量名称到其实际内存地址的表。为了在源代码中使用内核API函数和全局变量，在编译过程中需要链接到内核符号表。
2.分配和释放内存
内核模块通常需要分配和释放内存，例如用于缓冲区、数据结构等。在Linux内核中，可以使用kmalloc和kfree函数来动态分配和释放内存。
3.设备文件
Linux设备文件是一种特殊类型的文件，通常用于向用户空间公开内核设备驱动程序。设备文件由三部分组成：主设备号、次设备号和文件操作函数。设备驱动程序的主要责任是实现文件操作函数。
四、结论
开发Linux内核模块需要具备深厚的编程技能和扎实的计算机基础知识。在掌握Linux内核源代码的基础知识之后，掌握Linux内核模块开发技巧可以让开发人员更快速、高效地实现需要的功能。本文中提到了内核符号表、分配和释放内存、以及设备文件等关键概念，希望能够帮助读者快速掌握Linux内核模块开发技巧。
相关问题拓展阅读：
如何编译一个linux下的驱动模块
linux下编译运行驱动族答
嵌入式linux下设备驱动的运行和linux x86 pc下运行设备驱动是类似的，由于手头没有嵌入式linux设备，先在vmware上的linux上学习驱动开发。
按照如下方法就可以成功编译出hello world模块驱动。
1、首先确定本机linux版本
怎么查看Linux的内核kernel版本?
‘uname’是Linux/unix系统中用来查看系统信息的命令，适用于所有Linux发行版。配合使用’uname’参数可以查看当前服务器内核运行的各个状态。
#uname -a
Linux whh 3.5.0-19-generic #30-Ubuntu PTue Nov 13 17:49:53 UTC 2023 i686 i686 i686 GNU/Linux
只打印内核版本，以及主要和次要版本：
#uname -r
3.5.0-19-generic
要打印系统的体系架构类型，即的机器是32位还是64位，使用：
#uname -p
i686
/proc/version 文件也包含系统内核信息:
# cat /proc/version
Linux version 3.5.0-19-generic(buildd@aatxe) (gcc version 4.7.2 (Ubuntu/Linaro 4.7.2-2ubuntu1) ) #30-UbuntuP Tue Nov 13 17:49:53 UTC 2023
发现自己的机器linux版本是：3.5.0-19-generic
2、下载裂唤机器内核对应linux源码
到下面网站可以下载各个版本linux源码
如我的机器3.5.0版本源码下载地址为：
pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.5.tar.bz2
下载完后，找一个路径解压，如我解压到/linux-3.5/
然后很重要的一步是：执行命令uname -r，可以看到Ubuntu的版本信息是3.5.0-19-generic
。进入linux源码目录，编辑Makefile，将EXTRAVERSION = 修改为EXTRAVERSION= -19-generic。
这些都是要配置源码的版本号与系统版本号，如果源码版本号和系统版本号不一致，在加载模块的时候会出现如下错误：inod: error inserting ‘hello.ko’: -1 Invalid module format。
原因很明确：肆穗凯编译时用的hello.ko的kenerl 不是我的pc的kenerl版本。
执行命令cp /boot/config-3.5.0-19-generic ./config，覆盖原有配置文件。
进入linux源码目录，执行make menuconfig配置内核，执行make编译内核。
3、写一个最简单的linux驱动代码hello.c
/*======================================================================
Asimple kernel module: “hello world”
======================================================================*/
#include
#include
MODULE_LICENSE(“zeroboundaryBSD/GPL”);
static int hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO”Hello World enter\n”);
return0;
}
static void hello_exit(void)
{
printk(KERN_INFO”Hello World exit\n “);
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_AUTHOR(“zeroboundary”);
MODULE_DESCRIPTION(“A simple HelloWorld Module”);
MODULE_ALIAS(“a simplestmodule”);
4、写一个Makefile对源码进行编译
KERN_DIR = /linux-3.5
all:
make-C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
clean:
make-C $(KERN_DIR) M=`pwd` clean
obj-m += hello.o
5、模块加载卸载测试
inod hello.ko
rmmod hello.ko
然后dmesg|tail就可以看见结果了
最后，再次编译驱动程序hello.c得到hello.ko。执行inod ./hello.ko，即可正确insert模块。
使用inod hello.ko 将该Module加入内核中。在这里需要注意的是要用 su 命令切换到root用户，否则会显示如下的错误：inod: error inserting ‘hello.ko’: -1 Operation not permitted
内核模块版本信息的命令为modinfo hello.ko
通过lod命令可以查看驱动是否成功加载到内核中
通过inod命令加载刚编译成功的time.ko模块后，似乎系统没有反应，也没看到打印信息。而事实上，内核模块的打印信息一般不会打印在终端上。驱动的打印都在内核日志中，我们可以使用dmesg命令查看内核日志信息。dmesg|tail
可能还会遇到这种问题inod: error inserting ‘hello.ko’: -1 Invalid module format
用dmesg|tail查看内核日志详细错误
disagrees about version of symbolmodule_layout，详细看这里。
在X86上我的办法是：
make -C/usr/src/linux-headers-3.5.0-19-generic SUBDIRS=$PWD modules
比如你生成 XXX.ko
插入这轿搭个模块是 sudo inod XXX.ko
删除是祥宽 sudo rmmod XXX.ko
同时，可以通过 lod 查看系闭宴拿统内核中已有模块
关于linux 模块开发的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
