Linux模块编译

        本文是基于2.6的内核，也建议各位可以先看一下《Linux内核设计与实现（第二版）》作为一个基础知识的铺垫。当然，从实践角度来看，只要按着以下的步骤去做也应该可以实现成功编译内核及加载模块。

个人用的Linux版本为：Debian GNU/Linux，内核版本为：2.6.20-1-686.

第一步，下载Linux内核的源代码，即构建LDD3（Linux Device Drivers 3rd）上面所说的内核树。
如过安装的Linux系统中已经自带了源代码的话，应该在/usr/src目录下。如果该目录为空的话，则需要自己手动下载源代码。下载代码的方法和链接很多，也可以在CU上通过http://download.chinaunix.net/search/?key=&;q=kernel&frmid=53去下载。不过，下载的内核版本最好和所运行的Linux系统的内核版本一致。当然，也可以比Linux系统内核的版本低，但高的话应该不行（个人尚未实践）。
Debian下可以很方便的通过Debian源下载：
首先查找一下可下载的内核源代码：
# apt-cache search linux-source
其中显示的有:linux-source-2.6.20,没有和我的内核版本完全匹配，不过也没关系，直接下载就可以了：
# apt-get install linux-source-2.6.20
下载完成后，安装在/usr/src下，文件名为：linux-source-2.6.20.tar.bz2,是一个压缩包，解压缩既可以得到整个内核的源代码：
# tar jxvf linux-source-2.6.20.tar.bz2
解压后生成一个新的目录/usr/src/linux--source-2.6.20，所有的源代码都在该目录下。
注：该目录会因内核版本的不同而不同，各位动手实践的朋友只需知道自己的源代码所在的具体位置即可。

第二步：配置及编译内核。
进入/usr/src/linux--source-2.6.20目录下，可以看到Makefile文件，它包含了整个内核树编译信息。该文件最上面四行是关于内核版本的信息。对于整个Makefile可以不用做修改，采用默认的就可以了。
一般情况下，需要先用命令诸如"make menuconfig", "make xconfig"或者"make oldcofig"对内核进行配置，这几个都是对内核进行配置的命令，只是它们运行的环境不一样，执行一下这几个命令中的任何一个即可对内核进行配置：
make menuconfig是基于界面的内核配置方法，make xconfig应该是基于QT库的，还有make gcofig也是基于图形的配置方法，应该是需要GTK的环境，make oldcofig就是对内核树原有的.config文件进行配置一下即可。
其实内核的配置部分，主要是保证内核启动模块可动态加载的配置，默认配置里面应该已经包含了这样的内容，因此，我用的是make oldconfig.

内核的详细配置请见另外一位网友的帖子，这里给出链接：
http://linux.chinaunix.net/bbs/viewthread.php?tid=885597&extra=page%3D1%26amp%3Bfilter%3Ddigest

在内核源码的目录下执行：
# make
# make bzImage
其中，第一个make也可以不执行，直接make bzImage。这个过程可能要持续一个小时左右，因此是对整个内核重新编译了。执行结束后，可以看到在当前目录下生成了一个新的文件: vmlinux, 其属性为-rwxr-xr-x。
然后执行：
# make modules
# make modules_install
对内核的所有模块进行编译和安装。
执行结束之后，会在/lib/modules下生成新的目录/lib/modules/2.6.20/。 在随后的编译模块文件时，要用到这个路径下的build目录。至此，内核编译完成。可以重启一下系统。

第三步：编写模块文件及Makefile
以LDD3上的hello.c为例：
//hello.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT"Goodbye, cruel world\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

Makefile文件的内容为:

obj-m := hello.o
KERNELDIR := /lib/modules/2.6.20/build
PWD := $(shell pwd)

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

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

clean:
    rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions

其中,hello.c和Makefile文件应该位于同一个目录下,可以放在/home下,我的两个文件都位于/home/david/.

第四步:编译和装载模块

在文件所处的目录下,执行:
debian:/home/david # make

然后查看该目录下有哪些文件生成:
debian:/home/david # ls -l
总计 28
drwxr-xr-x 2 david david 4096 2007-02-07 17:49 Desktop
-rw-r--r-- 1 david david  462 2007-07-20 13:42 hello.c
-rw-r--r-- 1 root  root  2432 2007-07-20 13:55 hello.ko
-rw-r--r-- 1 root  root   607 2007-07-20 13:55 hello.mod.c
-rw-r--r-- 1 root  root  1968 2007-07-20 13:55 hello.mod.o
-rw-r--r-- 1 root  root  1140 2007-07-20 13:55 hello.o
-rw-r--r-- 1 david david  267 2007-07-20 13:48 Makefile
-rw-r--r-- 1 root  root     0 2007-07-05 14:11 Module.symvers

可见,已经生成模块文件hello.ko.
然后,就可以加载该模块:
debian:/home/david # insmod hello.ko

查看模块是否加载进内核:
debian:/home/david # lsmod
Module                  Size  Used by
hello                   1344  0
nfs                   219468  0
nfsd                  202224  17
...                 ...

其中Module名为hello的即为我们所加载的模块.

卸载模块:

debian:/home/david # rmmod hello

同样可以通过lsmod来查看该模块是否被卸载.

这里有两个问题,其一就是printk()输出的问题.LDD3上也说,在加载和卸载模块的时候都会有信息输出在屏幕上,如果通过终端仿真器(,则在屏幕上看不到任何输出.我同时在虚拟机和和物理机都运行了该模块,均未看到有"Hello, world"(加载模块时printk的输出)或"Goodby, cruel world"(卸载模块时printk的输出). 这个不知道是我操作系统发行版的原因还是系统配置的问题,请了解这个问题的朋友指点一下.

其二,书上讲到如果屏幕上看不到信息,可能输出在某个日志文件里面了,并说可能在/var/log/messages文件中.并且看到网上很多网友也说是输出到这个文件里面.我不知道有没有发现输出在其他日志文件里的,不过我的这个信息输出在/var/log/syslog里面.在加载和卸载完该模块后,执行命令:
debian:/home/david # cat /var/log/syslog | grep world
可以看到有两行内容.当然,也可以不用grep world, 应该会出现在最后两行.

Jul 20 14:15:29 localhost kernel: Hello, world
Jul 20 14:15:34 localhost kernel: Goodbye, cruel world

这就是printk应该输出的信息.

这里有另外一个方法,可以实现printk的信息输出在屏幕上,即更改printk输出的优先级.例子中的优先级为:KERN_ALERT,优先级为<1>,如果将优先级改为KERN_EMERG即<0>,则可以看到屏幕的输出信息.
修改的方法只是修改一下hello.c中两句printk()的内容,修改后的hello.c如下:

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
    printk(KERN_EMERG "Hello, world\n");  /*改动部分*/
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    printk(KERN_EMERG"Goodbye, cruel world\n"); /*改动部分*/
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

同样的方法编译生成模块,再次用insmod和rmmod,则在屏幕上看到的输出信息为:

debian:/home/david# insmod hello.ko
debian:/home/david#
Message from syslogd@localhost at Fri Jul 20 14:27:32 2007 ...
localhost kernel: Hello, world

debian:/home/david# rmmod hello
debian:/home/david#
Message from syslogd@localhost at Fri Jul 20 14:27:42 2007 ...
localhost kernel: Goodbye, cruel world

debian:/home/david
但是,是否能够将printk()的优先级改为KERN_EMERG值得商榷.因为在Linux Kernel Development中,对该优先级的描述为: An emergency condition; the system is probably dead.

以上就是整个2.6内核编译步骤以及模块动态加载的方法.理解和解释有误的地方,也请各位浏览本文的朋友指点,也希望能和对内核和驱动感兴趣的朋友交流.

在Linux 2.6内核下编译可以加载的内核模块

By:
吴垠

Date:
2007-05-18

Email:
lazy_fox#msn.com

Homepage:
http://blog.csdn.net/wooin

Link:
http://blog.csdn.net/wooin/archive/2007/05/21/1619141.aspx

版权信息：
该文章版权由Wu Yin所有。可在非商业目的下任意传播和复制。
对于商业目的下对本文的任何行为需经作者同意。
联系方式：lazy_fox#msn.com

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1.
在旧的版本下（如linux 2.4）linux内核模块的编译只需要有内核的头文件就行了，就可以通过和编译其他程序一样的方法编译成filename.o文件，这个.o文件是直接 可以加载道内核中的，加载之后就可以用了。然而在2.6下就截然不同了，在linux 2.6下内核的编译要有系统内核树的支持，下面介绍一下这个“内核树”是如何建立的。


 

2.
本文的工作环境是Fedora Core 5，用“uname -r”查看内核版本是：2.6.15-1.2054_FC5
Fedora Core 5 与旧版本不同，不包含 kernel-source 软件包，我是网上下载的rpm包，地址是：

下面的工作都是用root用户执行的。


 

3.
安装内核源码包：

# rpm –Uvh kernel-2.6.15-1.2054_FC5.src.rpm

这个命令将 RPM 内容写到路径
/usr/src/redhat/SOURSE
和
/usr/src/redhat/SPECS

4.
build源码包：

# cd /usr/src/redhat/SPECS
# rpmbuild -bp --target i686 kernel-2.6.spec

这个命令将会把内核源码树放到 目录
/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.15/kernel-2.6.15.686

5.
配置内核：
Fedora Core 附带的内核配置文件在 configs/ 目录。
例如，i686 SMP 配置文件被命名为
configs/kernel-version-i686-smp.config。
使用下列命令来将需要的配置文件复制到合适的位置，用来编译：

# cd /usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.15/linux-2.6.15.i686
# cp configs/kernel-version-i686-smp.config .config

您也可以在 /lib/modules/version/build/.config 这个位置找到与您当前的内核匹配的 .config 文件。

注意：
您的内核必须已经启用这些选项进行了编译（用make menuconfig调出内核配置菜单）：
Loadable module support --->
[*] Enable loadable module support
[*] Module unloading
[ ] Module versioning support (EXPERIMENTAL)
[*] Automatic kernel module loading

6.
稍微更改一下Makefile：
每个内核的名字都包含了它的版本号，这也是 uname -r 命令显示的值。内核Makefile 的前四行定义了内核的名字。为了保护官方的内核不被破坏，Makefile
经过了修改，以生成一个与运行中的内核不同的名字。在一个模块插入运行中的内核前，这个模块必须针对运行中的内核进行编译。为此，您必须编辑内核的
Makefile。
例如，如果 uname -r 返回字符串 2.6.15-1.2054_FC5，就将 EXTRAVERSION 定义从：
EXTRAVERSION = -prep
修改为：
EXTRAVERSION = -1.2054_FC5
也就是最后一个连字符后面的所有内容。

7.
编译内核：
跟普遍的编译方法一样了：

# make bzImage        编译内核
# make modules        编译模块
# make modules_install  安装编译

8.
完成“内核树”的安装：
目录“/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.15/kernel-2.6.15.686/”中就是所谓的“内核代码树”
但是“/lib/modules/2.6.15-1.2054_FC5/build”是个符号链接，也指向这个目录，所以这里也可以叫做“内核代码树”

9.
编写内核模块源文件：

// hello.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void) {
    printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
    return 0;
}

static void hello_exit(void) {
    printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

编写Makefile：

# Makefile

obj-m:=hello.o
KDIR:=/lib/modules/2.6.15-1.2054_FC5/build
PWD:=$(shell pwd)

default:
    $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

10.
执行make命令进行编译就行了， 执行完毕后，会生成几个文件：
hello.ko
hello.mod.c
hello.mod.o
hello.o
运行命令：

# insmod hello.ko

应该可以看到返回的信息：Hello, world
然后再运行命令：

# rmmod hello

应该可以看到返回的信息：Goodbye, cruel world

如果没看到，就是输出到系统的日志文件中去了，可以查看文件：
/var/log/messages
应该有信息的输出。

 

 

 

linux 模块编译步骤

     本文将直接了当的带你进入linux的模块编译。当然在介绍的过程当中，我也会添加一些必要的注释，以便初学者能够看懂。之所以要写这篇文章，主要是因为从书本上学的话，可能要花更长的时间才能学会整个过程，因为看书的话是一个学习过程，而我这篇文章更像是一个培训。所以实践性和总结性更强。通过本文你将会学到编译一个模块和模块makefile的基本知识。以及加载(卸载)模块，查看系统消息的一些知识；

声明：本文为初学者所写，如果你已经是一个linux模块编译高手，还请指正我文章中的错误和不足，谢谢

第一步：准备源代码

首先我们还是要来编写一个符合linux格式的模块文件，这样我们才能开始我们的模块编译。假设我们有一个源文件mymod.c。它的源码如下：

mymod.c
1. #include <linux/module.h>    /* 引入与模块相关的宏 */
2. #include <linux/init.h>         /* 引入module_init() module_exit()函数 */
3. #include <linux/moduleparam.h>/* 引入module_param() */
4
5. MODULE_AUTHOR("Yu Qiang");
6. MODULE_LICENSE("GPL");
7
8. static int nbr = 10;
9. module_param(nbr, int, S_IRUGO);
10.
11. static int __init yuer_init(void)
12.{
13.     int i;
14.     for(i=0; i<nbr; i++)
15.     {
16.          printk(KERN_ALERT "Hello, How are you. %d\n", i);
17.     }
18.     return 0;
19.}
20.
21.static void __exit yuer_exit(void)
22.{
23.     printk(KERN_ALERT"I come from yuer's module, I have been unlad.\n");
24.}
25.
26. module_init(yuer_init);
27. module_exit(yuer_exit);

我们的源文件就准备的差不多了,这就是一个linux下的模块的基本结构。第9行是导出我们的符号变量nbr。这样在你加载这个模块的时候可以动态修改这个变量的值。稍后将演示。yuer_init（）函数将在模块加载的时候运行，通过输出的结果可以看到我们的模块是否加载成功。


第二步：编写Makefile文件
    
首先还是来看看我们Makefile的源文件，然后我们再来解释；

Makefile
obj-m := modules.o                    #要生成的模块名     
modules-objs:= mymod.o         #生成这个模块名所需要的目标文件

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

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

clean:
rm -rf *.o .* .cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions


现在我来说明一下这个Makefile。请记住是大写的Makefile而不是小写的makefile；
obj-m ：这个变量是指定你要声称哪些模块模块的格式为 obj-m := <模块名>.o
modules-objs ：这个变量是说明声称模块modules需要的目标文件 格式要求    <模块名>-objs := <目标文件>
        切记：模块的名字不能取与目标文件相同的名字。如在这里模块名不能取成 mymod；
KDIR    ：这是我们正在运行的操作系统内核编译目录。也就是编译模块需要的环境
M=      ：指定我们源文件的位置
PWD    ：这是当前工作路径$(shell    )是make的一个内置函数。用来执行shell命令。


第三步：编译模块

现在我们已经准备好了我们所需要的源文件和相应的Makefile。我们现在就可以编译了。在终端进入源文件目录输入make
运行结果：
     make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-headers-2.6.24-24-generic'
     CC [M] /home/yuqiang/桌面/mymodule/mymodules.o
     LD [M] /home/yuqiang/桌面/mymodule/modules.o
     Building modules, stage 2.
     MODPOST 1 modules
     CC       /home/yuqiang/桌面/mymodule/modules.mod.o
     LD [M] /home/yuqiang/桌面/mymodule/modules.ko
     make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-headers-2.6.24-24-generic'


第四步：加载/卸载我们的模块

从上面的编译中我可以看到。已经有一个modules.ko生成了。这就是我们的模块了。现在我们就可以来加载了。
首先在终端输入：sudo insmod modules.ko
现在我们来看看我们的模块加载成功没有呢？
在终端输入：dmesg | tail -12   这是查看内核输出信息的意思。tail -12 显示最后12条；
显示结果如下：
     [17945.024417] sd 9:0:0:0: Attached scsi generic sg2 type 0
     [18046.790019] usb 5-8: USB disconnect, address 9
     [19934.224812] Hello, How are you. 0
     [19934.224817] Hello, How are you. 1
     [19934.224818] Hello, How are you. 2
     [19934.224820] Hello, How are you. 3
     [19934.224821] Hello, How are you. 4
     [19934.224822] Hello, How are you. 5
     [19934.224824] Hello, How are you. 6
     [19934.224825] Hello, How are you. 7
     [19934.224826] Hello, How are you. 8
     [19934.224828] Hello, How are you. 9

看到了吧。我们的模块的初始化函数yuer_init();已经成功运行了。说明我们的模块已经加载成功；
现在我们再来卸载模块试试看。
在终端输入：sudo rmmod modules
在终端输入：dmesg | tail -3
     [19934.224826] Hello, How are you. 8
[19934.224828] Hello, How are you. 9
[20412.046932] I come from yuer's module, I have been unlad.

可以从打印的信息中看到，我们的模块的退出函数已经被执行了。说明我们的模块已经被成功的卸载了。到目前位置我们就已经算是对模块的编译到编译运行算是有了一个整体上的认识了。对于以后深入的学习还是应该有点帮助的。下面我们将在看看于模块相关的一些简单的操作。


第五步：加载模块时传递参数
在终端输入:sudo insmod module_name.ko nbr=4
在终端输入:dmesg | tail -6
显示结果如下：
[20800.655694] Hello, How are you. 9
[21318.675593] I come from onefile module, I have been unlad.
[21334.425373] Hello, How are you. 0
[21334.425378] Hello, How are you. 1
[21334.425380] Hello, How are you. 2
[21334.425381] Hello, How are you. 3

这样我们就可以看到在模块加载的时候动态设置了我们的一个变量。初始化函数中的循环只执行了4次。
可能你会问我怎么知道一个模块可以设置那些变量呢。当然，你可以先不设变量加载一次。然后可以在终端输入ls /sys/module/<modules_name>/parameters/来查看。在这里我们是这样输入的
在终端输入：ls /sys/moedle/modules/parameters/
显示结果：
nbr

如果我们的模块加载成功了。最后我们还可以通过modinfo来查看我们的模块信息。如下
在终端输入：sudo modinfo modules.ko
     显示结果：
filename:        modules.ko
license:         GPL
author:          Yu Qiang
srcversion:      20E9C3C4E02D130E6E92533
depends:        
vermagic:        2.6.24-24-generic SMP mod_unload 586
parm:            nbr:int

本文总结：
     本文的相关知识都好像有一点浅尝辙止的感觉。因为本篇文章主要是通过一条线式方式来讲解了模块编写的相关过程，其实在这个过程中还有很多可以发散的地方。例如：
在写到MODULE_AUTHOR（"Yu Qiang"）的时候，你应该想到还有
      MODULE_DESCRIPTION(模块用途的简单描述);
     MODULE_VERSION(模块的版本字符串);
     MODULE_ALIAS(模块的别名);
     ...

在写到module_param(nbr, int, S_IRUGO);的时候，你应该想到还有
      EXPORT_SYMBOL(name); 可以导出模块的函数，这也是模块编写的最终目的
...

在用到insmod 和 modinfo的时候。你应该想到还有
    depmod      分析可加载模块的依赖性，并生成modules.dep文件和映射文件
    modprobe    Linux内核添加删除模块
...

如果要成为一名专业的linux模块开发人员，还要走很多的路，就看各位的了，祝大家学习顺利。

我并不是什么linux相关的专家，我只是一个普通的linux相关开发人员（在读），我的目的也很简单，就是想给大家介绍一个方法，希望大家在学习的时候不要走过多的弯路。由于个人能力所限难免存在错误和缺点，所以请不要介意，如有发现请提出，我立即修改。方便大家学习

 

 

 

 

注：模块编译的方法有两种，把模块放到内核源码中或放到内核外面然后指定内核源码和模块源码的路径。