编写一个简单的内核模块程序Hello World!

一、Linux内核模块基本原理

Linux 内核模块（LKM）是一些在启动的操作系统内核需要时可以载入内核执行的代码块，不需要时由操作系统卸载。它们扩展了操作系统内核功能却不需要重新编译内核、启动系统。如果没有内核模块，就不得不反复编译生成操作系统的内核镜像来加入新功能，当附加的功能很多时，还会使内核变得臃肿。一个Linux 内核模块主要由以下几个部分组成：

(1) 模块加载函数(必须)：当通过insmod 或modprobe 命令加载内核模块时，模块的加载函数会自动被内核执行，完成本模块相关初始化工作。

(2) 模块卸载函数（必须）：当通过rmmod 命令卸载模块时，模块的卸载函数会自动被内核执行，完成与模块加载函数相反的功能。

(3) 模块许可证声明（必须）：模块许可证（LICENCE）声明描述内核模块的许可权限，如果不声明LICENCE,模块被加载时将收到内核被污染的警告。大多数情况下，内核模块应遵循GPL 兼容许可权。Linux2.6 内核模块最常见的是以MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”)语句声明模块采用BSD/GPL 双LICENSE。

(4) 模块参数（可选）：模块参数是模块被加载的时候可以被传递给他的值，它本身对应模块内部的全局变量。

(5) 模块导出符号（可选）：内核模块可以导出符号(symbol,对应于函数或变量)，这样其他模块可以使用本模块中的变量或函数。

(6) 模块作者等信息声明（可选）。

一个内核模块至少包含两个函数，模块被加载时执行的初始化函数init_module()和模块被卸载时执行的结束函数cleanup_module()。在最新内核稳定版本2.6 中，两个函数可以起任意的名字，通过宏module_init()和module_exit()注册调用要编译内核模块，把代码嵌进内核空间，首先要获取内核源代码，且版本必需与当前正在运行的版本一致。

二、编写helloworld.c及其对应的Makefile。

helloworld.c:

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

int init_hello_module(void)
{
printk("***************Start***************\n");
printk("Hello World! Start of hello world module!\n");
return 0;
}

void exit_hello_module(void)
{
printk("***************End***************\n");
printk("Hello World! End of hello world module!\n");
}

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
module_init(init_hello_module);
module_exit(exit_hello_module);

Makefile:

# To build modules outside of the kernel tree, we run "make"
# in the kernel source tree; the Makefile these then includes this
# Makefile once again.
# This conditional selects whether we are being included from the
# kernel Makefile or not.

# called from kernel build system: just declare what our modules are
obj-m := helloworld.o

CROSS_COMPILE =

CC            = gcc

# Assume the source tree is where the running kernel was built
# You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere
KERNELDIR ?= /usr/src/linux-headers-$(shell uname -r)
# The current directory is passed to sub-makes as argument
PWD := $(shell pwd)

all:     modules

modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

clean:
rm -rf *.o *~ core .depend *.symvers .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions $(TARGET)

在Makefile中，在obj-m := helloworld.o这句中，.o的文件名要与编译的.c文件名一致。

KERNELDIR ?= /usr/src/linux-headers-$(shell uname -r)指示当前linux系统内核的源码位置。

三、编译：

1.在Makefile及helloworld.c所在目录下，直接make，成功后查看当前目录下有无helloworld.ko文件产生，有则内核模块生成成功。



2.使用insmod命令，把此内核模块程序加载到内核中运行。结合lsmod及管道命令，查看内核模块程序在内核中是否正确运行。



3.查看此内核模块程序打印的信息，另开一个终端，输入tail -n /var/log/messages.

使用rmmod命令把之前加载的内核模块卸载掉，然后再次执行第2步，即可看到此内核模块程序打印的信息。