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內核模塊是Linux內核向外部提供的一個插口，其全稱為動態可加載內核模塊（Loadable Kernel Module，LKM），我們簡稱為模塊。Linux內核之所以提供模塊機制，是因為它本身是一個單內核（monolithic kernel）。單內核的最大優點是效率高，因為所有的內容都集成在一起，但其缺點是可擴展性和可維護性相對較差，模塊機制就是為了彌補這一缺陷。

一、?什么是模塊

模塊是具有獨立功能的程序，它可以被單獨編譯，但不能獨立運行。它在運行時被鏈接到內核作為內核的一部分在內核空間運行，這與運行在用戶空間的進程是不同的。模塊通常由一組函數和數據結構組成，用來實現一種文件系統、一個驅動程序或其他內核上層的功能。

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應用程序與內核模塊的比較
為了加深對內核模塊的了解，表一給出應用程序與內核模塊程序的比較。
表一?應用程序與內核模塊程序的比較

?	C語言應用程序	內核模塊程序
使用函數	Libc庫	內核函數
運行空間	用戶空間	內核空間
運行權限	普通用戶	超級用戶
入口函數	main()	module_init()
出口函數	exit()	module_exit()
編譯	Gcc –c	Makefile
連接	Gcc	insmod
運行	直接運行	insmod
調試	Gdb	kdbug, kdb,kgdb等

從表一我們可以看出，內核模塊程序不能調用libc庫中的函數，它運行在內核空間，且只有超級用戶可以對其運行。另外，模塊程序必須通過module_init()和module-exit()函數來告訴內核“我來了”和“我走了”。

二、?編寫一個簡單的模塊

模塊和內核都在內核空間運行，模塊編程在一定意義上說就是內核編程。因為內核版本的每次變化，其中的某些函數名也會相應地發生變化，因此模塊編程與內核版本密切相關。以下例子針對Ubuntu 9.10 ?內核2.6.31-14-generic

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1．程序舉例

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#include<linux/module.h> #include<linux/kernel.h> #include<linux/init.h> MODULE_LICENSE("GPL"); static int __init lkp_init(void) { printk(KERN_ALERT "Hello World!/n"); return 0; } static void __exit lkp_cleanup(void) { printk(KERN_ALERT "Bye World!/n"); } module_init(lkp_init); module_exit(lkp_cleanup); MODULE_AUTHOR("heyutao"); MODULE_DESCRIPTION("hello"); ?

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說明

所有模塊都要使用頭文件module.h，此文件必須包含進來。 頭文件kernel.h包含了常用的內核函數。 頭文件init.h包含了宏_init和_exit，它們允許釋放內核占用的內存。 lkp_init是模塊的初始化函數，它必需包含諸如要編譯的代碼、初始化數據結構等內容。 使用了printk()函數，該函數是由內核定義的，功能與C庫中的printf()類似，它把要打印的信息輸出到終端或系統日志。 lkp_cleanup是模塊的退出和清理函數。此處可以做所有終止該驅動程序時相關的清理工作。 module_init()和cleanup_exit()是模塊編程中最基本也是必須的兩個函數。 module_init()是驅動程序初始化的入口點。而cleanup_exit()注銷由模塊提供的所有功能。
2 ?編寫Makefile?文件，與hello.c 放在同一個目錄里

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obj-m?:=?hello.o??

KERNELBUILD?:=/lib/modules/$(shell?uname?-r)/build??

default:??

????make?-C?$(KERNELBUILD)?M=$(shell?pwd)?modules??

clean:??

????rm?-rf?*.o?*.ko?*.mod.c?.*.cmd?*.markers?*.order?*.symvers?.tmp_versions??

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(注意makefile里面要求的tab）

KERNELBUILD :=/lib/modules/$(shell uname -r)/build是編譯內核模塊需要的Makefile的路徑，Ubuntu下是

/lib/modules/2.6.31-14-generic/build

make -C $(KERNELBUILD) M=$(shell pwd) modules?編譯內核模塊。－C 將工作目錄轉到KERNELBUILD，調用該目錄下的Makefile，并向這個Makefile傳遞參數M的值是$(shell pwd) modules。

3. 編譯模塊

#sudo make ? ?（調用第一個命令default）

這時，在hello.c 所在文件夾就會有 hello.ko ，這個就是我們需要的內核模塊啦

#sudo make clean

清理編譯垃圾，hello.ko 也會清理掉。

4. 插入模塊，讓其工作。注意必須是root權限

#sudo insmod ./hello.ko
我們用dmesg?就可以看到 產生的內核信息啦，Hello world!

如果沒有輸出"hello from hello world"，因為如果你在字符終端而不是終端模擬器下運行的話，就會輸出，因為在終端模擬器下時會把內核消息輸出到日志文件/var/log/kern.log中。

#sudo rmmod ./hello
再用dmesg?可以看到 Bye world!

modutils是管理內核模塊的一個軟件包。可以在任何獲得內核源代碼的地方獲取Modutils(modutils-x.y.z.tar.gz)源代碼，然后選擇最高級別的patch.x.y.z等于或小于當前的內核版本，安裝后在/sbin目錄下就會有insomod、rmmod、ksyms、lsmod、modprobe等實用程序。當然，通常我們在加載Linux內核時，modutils已經被載入。
1．Insmod命令
調用insmod程序把需要插入的模塊以目標代碼的形式插入到內核中。在插入的時候，insmod自動調用init_module()函數運行。注意，只有超級用戶才能使用這個命令，其命令格式為：
# insmod??[path] modulename.ko
2. rmmod命令
調用rmmod程序將已經插入內核的模塊從內核中移出，rmmod會自動運行cleanup_module()函數，其命令格式為：
#rmmod??[path] modulename.ko
3．lsmod命令
調用lsmod程序將顯示當前系統中正在使用的模塊信息。實際上這個程序的功能就是讀取/proc文件系統中的文件/proc/modules中的信息，其命令格式為：
#lsmod
4．ksyms命令

ksyms這個程序用來顯示內核符號和模塊符號表的信息。與lsmod相似，它的功能是讀取/proc文件系統中的另一個文件/proc/kallsyms。

這就是在2.6.xx下一個最簡單的模塊編寫過程。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/int32bit/archive/2011/06/12/3187798.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux 第一个内核模块Hello World的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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