Linux驱动内核模块

0x00 引言

  在Linux中，驱动的本质就是一个内核模块。Shell中有关于mod的几个命令insmod/lsmod/rmmod/modinfo就是对内核模块的操作，另外dmesg命令能够显示内核所有的打印信息。
  模块可以被选择”静态编译”或”模块化编译”，两者区别:前者将模块代码集成到内核源码包中，跟随Linux内核一块编译;后者独立编译，编译时只需要内核头文件与Makefile。
  本文主要针对模块化编译入手讲解，其他方法查阅资料^[1]。
  一个最简单的模块只需要Makefile与模块文件，下面从这两个文件的最简写法入手。

0x01 内核态Makefile

  用户态的Makefile与内核态的Makefile不同，其实也很好理解，在Linux中内核态编译需要生成.ko文件，所以也自带了一套生成规则。实际上驱动模块的内核态Makefile是非常模式化的，要改动的地方很少:

# 指定"内核头文件所在目录"
# 比如/usr/src/linux-headers-4.4.0-generic
KERNELDIR ?= '内核头文件路径'
PWD := $(shell pwd)

# 指定模块名称是testModule.ko
obj-m += testModule.o
# 所有.c文件包括模块代码，需要添加到下述命令
testModule-objs := main.o

# 下面这句真正开始编译
all:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

# 提供复制功能，将.ko文件复制到nfs根文件系统中
cp:
    cp -f *.ko '目标路径'

.PHONY: clean # 此字段告诉Makefile，clean不是文件名
clean:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules clean

0x02 模块文件

  一个最简单的内核模块一共由三部分组成:实现函数,注册功能以及模块描述，摘自文献^[2]。具体写法如下:

#include <linux/module.h>   
#include <linux/init.h> 

/*
 * 外部传参
 * 第一个参数是变量名，第二个参数是类型，第三个参数是读写权限
 * 用户态可以使用insmod test.ko var=123来传参
 */
static int var = 666;
module_param(var, int, S_IRUGO);

/*
 * 自定义的加载函数
 */
static int func_init(void)
{   
    printk(KERN_INFO "func init\n");
    return 0;
}

/*
 * 自定义的卸载函数
 */
static void func_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "func exit\n");
}

/*
 * 加载、卸载函数的注册
 */
module_init(func_init);
module_exit(func_exit);

/*
 * 模块描述信息
 */
MODULE_LICENSE("GPL");       // 模块许可证
MODULE_AUTHOR("xyh");        // 模块作者
MODULE_DESCRIPTION("test");  // 模块介绍信息
MODULE_ALIAS("xxx");         // 模块别名信息

0x03 使用方法

# 编译内核模块
# 内核头文件路径需要根据当前系统来，酌情替换
make KERNELDIR=/usr/src/linux-headers-4.15.0-142-generic

# 加载、卸载模块
insmod testModule.ko
rmmod testModule.ko

# 观察输出
dmesg

0x04 引用文献

[1]https://blog.csdn.net/qq_28992301/article/details/52287792
[2]https://blog.csdn.net/qq_28992301/article/details/52279934