Kernel 模块与简单 hello 模块

kernel 模块的简介

Linux 内核进行扩展时，例如编写驱动程序、netfilter功能等，最方便的方式是通过编写模块，然后加载到内核中。由于 kernel 模块已加载到内核，因此如果模块出现错误，将导致内核出错甚至系统崩溃。所以，一般建议在测试内核模块时，如果与设备无关的模块（非驱动程序等），最好是在虚拟机中进行。

大多数 Linux 发行版本都没有把 Linux 编译成一个整个文件，而是把非核心的子系统，如驱动程序等，编译成 kernel 模块，并在启动时加载。模块的目录一般是 /lib/modules/<内核版本>/ 目录下。内核版本号通过 $(uname -r) 获取。

加载内核模块时，可通过 modprobe （从默认路径搜索并加载）或 insmod （指定模块路径）

# 加载 intel wifi 驱动

sudo modprobe iwlwifi

# 或

sudo insmod "/lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers/net/wireless/iwlwifi/iwlwifi.ko"

用 lsmod 命令查看已加载的模块

lsmod

而从内核中把模块删除则通过 rmmod 命令

sudo rmmod iwlwifi

编写 hello 示例模块

内核模块也是通过 C 编写和编译的本机代码，只是由于它需要被 Linux 模块加载框架来载入，因此需要特殊的模块注册处理才能生效。内核模块能直接访问内核的功能，比一般的 C 编程要更加小心，预防出现 BUG 和安全问题。

编写内核模块时，使用的头文件为 /lib/modules/$(uname -r)/build/include （通常 Linux 头文件在安装 kernel-image 同时安装，在一些发行版上 build 链接到 /usr/src/linux-headers-$(uname-r)/）。

先看看一个简单的 hello 模块

/*

 *  hello.c

 *  简单的 hello 内核模块

 */

#include <linux/module.h>       /* 所有模块使用 module.h */

#include <linux/kernel.h>       /* 包含内核常用的函数声明等 */

#include <linux/init.h>         /* 进行内存初始化和清理 */

MODULE_AUTHOR("fengyc");

MODULE_DESCRIPTION("This is a demo.");

MODULE_VERSION("0.0.1");

MODULE_LICENSE("GPL");

static int __init hello_init(void)

{

    printk(KERN_INFO "Hello, world!\n");

    return 0;

}

static void __exit hello_exit(void)

{

    printk(KERN_INFO "Goodbye, world!\n");

}

module_init(hello_init);

module_exit(hello_exit);

所有的模块都需要到 module.h 头文件，使用 module_init() module_exit() 函数来注册模块入口和退出处理。这里的代码逻辑很简单，就是在模块加载时，打印 Hello, world! ，以及在退出时打印 Goodbye, world! （由于代码运行在内核空间里面，不能直接使用用户空间的 print 函数，而要使用内核中的 printk 函数）

编译时通过一个 Makefile 文件进行，把这个 Makefile 文件置于 hello.c 同一目录下（Makefile 中使用 tab 作为分隔符 ）

obj-m += hello.o

all:

		make -C "/lib/modules/$(shell uname -r)/build" M=$(PWD) modules

clean:

		make -C "/lib/modules/$(shell uname -r)/build" M=$(PWD) clean

现在，通过 make 即可生成模块 hello.ko。现在可通过 modinfo 命令查看模块信息

modinfo hello.ko

然后通过 insmod / rmmod 命令加载、卸载模块，并用 dmesg 查看内核的环形缓存区（ kernel ring buffer ）的信息（ printk 输出到了这里）

sudo insmod hello.ko

sudo rmmod hello

dmesg

如果一切顺利，就可以看到 hello.ko 模块的输出。而有个这个基本的代码框架，就可以继续深入，使用 netlink 作为接口，进行用户空间与内核空间的通信，并调用内核的功能，实现在用户态无法完成的动作。

p.s. 为了更好地使用 GUI 的协助，可使用参考使用 eclipse 内核开发环境 http://blog.chinaunix.net/uid-24512513-id-3183457.html