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本篇摘自野火嵌入式Linux系列教程驱动开发篇
内核模块基本概念
现代内核派系
单内核：关键功能和服务功能均在内核空间提供
- 运行效率高
- 扩展性较差
微内核：内核空间只提供关键功能，服务功能在用户空间提供
- 运行效率较低
- 安全性、扩展性较高
linux属于单内核，按理来说扩展性不好，但其的模块化设计又弥补了这一点。
内核模块加载/卸载
- 使用insmod命令加载
- 使用rmmod命令卸载
内核模块入口/出口
- module_init()：加载模块式该函数自动执行，进行初始化操作
- module_exit()：卸载模块时函数自动执行，进行清理操作
内核模块信息声明
- MODULE_LICENSE()：表示模块代码接受的软件许可协议，Linux内核遵循GPL V2开源协议，内核模块与linux内核保持一致即可。
- MODULE_AUTHOR()：描述模块的作者信息
- MODULE_DESCRIPTION()：对模块的简单介绍
- MODULE_ALIAS()：给模块设置一个别名
内核模块实验1
实验环境
- 开发板烧录好Debian镜像。
- SSH连接MobaXterm
- 启动开发板，搭建好SFTP。
- 获取Debian镜像的内核源码并编译。
编译4.19.71版本内核
内核模块的功能需要依赖内核提供的各种底层接口
1.下载linux内核源码
github:
git clone https://github.com/Embedfire/ebf-buster-linux.git gitee:
git clone https://gitee.com/Embedfire/ebf-buster-linux.git2.安装必要环境工具库
sudo apt install make gcc-arm-linux-gnueabihf gcc bison flex libssl-dev dpkg-dev lzop- gcc-arm-linux-gnueabihf 交叉编译器
- bison 语法分析器
- flex 词法分析器
- libssl-dev OpenSSL通用库
- lzop LZO压缩库的压缩软件
3.一键编译内核
sudo ./make_deb.sh如果在电脑上编译不成功且无法解决，可以选择在开发板上编译，代价就是。。。嗯 it takes a long time
4.获取编译出来的内核相关文件
YOURPATH/ebf_linux_kernel_6ull_depth1/build_image/内核模块头文件
#include <linux/module.h>：包含内核模块信息声明的相关函数#include <linux/init.h>：包含了 module_init()和 module_exit()函数的声明#include <linux/kernel.h>：包含内核提供的各种函数，如printk
内核模块打印函数
-
printf：glibc实现的打印函数，工作于用户空间，不可在内核使用 -
printk：内核模块无法使用glibc库函数，内核自身实现的一个类printf函数，但是需要指定打印等级。#define KERN_EMERG“<0>” 通常是系统崩溃前的信息#define KERN_ALERT“<1>” 需要立即处理的消息#define KERN_CRIT“<2>” 严重情况#define KERN_ERR“<3>” 错误情况#define KERN_WARNING“<4>” 有问题的情况#define KERN_NOTICE“<5>” 注意信息#define KERN_INFO“<6>” 普通消息#define KERN_DEBUG“<7>” 调试信息
查看当前系统printk打印等级：cat /proc/sys/kernel/printk
输出
7 4 1 7表示：
- 当前控制台日志级别
- 默认消息日志级别
- 最小的控制台级别
- 默认控制台日志级别
小于等于设定打印等级的消息不会被打印。
打印内核所有打印信息：dmesg
- 内核log缓冲区大小有限制，缓冲区数据可能被冲掉
源码展示
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
static int __init hello_init(void){
printk(KERN_EMERG"[KERN_EMERG]Hello Kernel!\n");
printk("[DEFAULT]Hello Kernel!\n");
return 0;
}
static void __exit hello_exit(void){
printk("[DEFAULT]Goodbye Kernel!\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("MIT");
MODULE_AUTHOR("gdm");
MODULE_DESCRIPTION("print: hello kernel");
MODULE_ALIAS("test_module");Makefile分析
# 定义内核路径
KERNEL_DIR:=/home/debian/linux/driver_learning/ebf_linux_kernel_6ull_depth1/build_image/build
# 定义编译工具集
ARCH:=arm
CROSS_COMPILE:=arm-linux-gnueabihf-
# 将变量导出，相当于作为环境变量，让内核Makefile继承此变量 否则变量只在当前文件可见。
export ARCH CROSS_COMPILE
# 内核模块编译的标准变量，告诉内核编译哪个模块。
obj-m:=hellokernal.o
# -C 命令指切换到目标目录的makefile
# M= 可以理解为module，指定模块所在路径
# modules 是内核makefile定义的目标，触发“构建外部模块”完整规则
all:
$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) moudules
.PHONY:clean
clean:
$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) cleanKERNEL_DIR：指向linux内核具体路径export：导出变量给子Makefile使用obj-m:= <模块名>.o：定义要生成的模块$(MAKE)：Makefile的默认变量，值为make选项”-C”：让make工具跳转到linux内核目录下读取顶层MakefileM=：表示内核模块源码目录$(CURDIR)：Makefile默认变量，值为当前目录所在路径make modules：执行Linux顶层Makefile的伪目标，它实现内核模块的源码读取并编译为.ko文件
编译内核模块
make开发板加载内核模块
insmod xxx.ko