Linux驱动 - 编译一个模块

测试平台

本次测试全程在树莓派(raspberryPi 4B，64位)上本地进行，没有交叉编译。

准备工作

安装环境依赖工具

sudo apt update
sudo apt install git bc bison flex libssl-dev make

内核环境准备

使用本地

在后续Makefile中，将KDIR设置为KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build

交叉编译/使用源码

见另文。

Makefile编写

MOD_NAME := myFirstMod

obj-m += $(MOD_NAME).o

KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)

all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

1. 目标设置
   若编译成模块，添加到obj-m; 若编译进内核，则添加到obj-y。

obj-m += $(MOD_NAME).o

2. 指定访问内核的入口

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

/lib/modules/$(uname -r)目录下有两个链接source和build，Linux规定外部模块必须通过此链接访问内核的构建环境和源码。

build指向本地kernel头文件和构建树（顶层Makefile），提供了完整的构建环境，包括：

• .config
• Module.symvers
• include/generated/
• scripts/
• makefile
  注意

  如果要交叉编译或者从源码编译，要保证先编译一次内核(或者其中一部分)，能提供上述文件才可以。

.config是内核配置，就是在SDK配置时的menuconfig中产出的，或者各类厂商提供的defconfig。

Module.symvers是模块符号表，用于解析printk,gpio_request,i2c_transfer这些内核符号。

3. 指定当前路径

PWD := $(shell pwd)

4. 指定编译动作

all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

• -C表示改变运行目录到内核源码，因为构建模块需要内核的kbuild系统。等价于先cd到KDIR然后执行make命令
• M=指定编译一个外部的模块的目录。
• modules 表示目标是编译模块，内核的Makefile中有预定义module目标对象。对应的目标会用$(M)作为参数执行一系列编译动作： 1.进入此目录，2.查找该目录中obj-m变量，3.编译这些源文件

可被安装的模块

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

static int __init virdev_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "virdev: 驱动已加载\n");
    return 0;
}

static void __exit virdev_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "virdev: 驱动已卸载\n");
}

module_init(virdev_init);    //设置模块的初始化回调
module_exit(virdev_exit);    //设置模块的卸载回调
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("KurehaTian");
MODULE_DESCRIPTION("Description");
MODULE_VERSION("1.0");

1. 头文件引用

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

一个最基本的模块需要的头文件：

• linux/module.h提供了一系列模块初始化所需的标志。
• linux/init.h 为模块和内核初始化阶段提供宏和标记，例如指定init函数放在哪个端，标记哪些数据随初始化创建和释放，等等

2. 初始化回调

static int __init virdev_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "virdev: 驱动已加载\n");
    return 0;
}

3. 卸载回调

static void __exit virdev_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "virdev: 驱动已卸载\n");
}

4. 设置模块回调

module_init(virdev_init);    //设置模块的初始化回调
module_exit(virdev_exit);    //设置模块的卸载回调

5. 设置模块元信息

这些信息会在modinfo查询出来。

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("KurehaTian");
MODULE_DESCRIPTION("Description");
MODULE_VERSION("1.0");

实验

将Makefile和上面的代码(myFirstMod.c)放在同一目录中，在此执行make命令即可构建模块，产出myFirstMod.ko。
加载模块：

$sudo insmod myFirstMod.ko

卸载模块：

$sudo rmmod myFirstMod.ko

查看模块信息：

$sudo modinfo

输出结果如下：

filename:       /home/kurehatian/00_loadable_module/myFirstMod.ko
version:        1.0
description:    Description
author:         KurehaTian
license:        GPL
srcversion:     6B75477C4A72524F4813A30
depends:        
name:           myFirstMod
vermagic:       6.12.47+rpt-rpi-v8 SMP preempt mod_unload modversions aarch64

使用dmesg指令可查看内核日志，加载卸载模块时打印的内容。

[94574.004431] virdev: 驱动已加载
[94675.205580] virdev: 驱动已卸载