linux内核编译与简易驱动

一、内核编译

我们常常因为升级内核或者其他原因编译内核源码。

（一）下载源码 

首先，我们需要一份内核的源码，虽然现在linux发布版本很多，但是内核总是一样的。

目前linux kernel发布在http://www.kernel.org中，我们去这里找到我们需要的版本的源代码。

下载源码的方法很多，我们这里直接在终端下通过wget命令下载。

在写本博文时，最新的稳定版本为kernel 3.17.4，我们使用该版本，该版本的下载链接为https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.17.4.tar.xz。

终端下输入命令：

# wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.17.4.tar.xz

之后，开始下载源码。

下载完成后，解压该tar.xz文件。

# xz -d linux-3.17.4.tar.xz

以上命令可以把tar.xz格式转换为tar格式，生成linux-3.17.4.tar文件。

# tar -xvf linux-3.17.4.tar

通过两条命令解压完毕，生成了linux-3.17.4文件夹。

其实我们也可以直接一条命令解压缩tar.xz文件。

# tar -xvJf linux-3.17.4.tar.xz

这条命令一样可以达到效果。

一般来说内核源码都放在/usr/src路径下，我们将解压后的文件夹linux-3.17.4也移动到这个路径下。

（二）root权限

在后面的操作可能经常会遇到权限问题，为了方便，我们切换到root用户。

如果没有设置过root密码，先设置root用户的密码。

# sudo passwd

按提示输入密码。

然后切换到root用户。

# su root

按提示输入密码。

（三）编译配置

在编译前需要先安装必备的基础库。

# apt-get install build-essential

# apt-get install libncurses5-dev

安装好这两个基础库后，进入当前文件夹：

# cd /usr/src/linux-3.17.4

现在开始生成配置文件。在这之前最好执行：

# make mrproper

这个命令是删除所有的编译生成文件、内核配置文件(.config文件)和各种备份文件。

当然，一般刚下载的源码是不需要这个步骤。

生成.config配置文件：

# make menuconfig

进行相应配置后记得在最下面的Save处进行保存生存.config文件。

（四）编译内核

在/usr/src/linux-3.17.4路径下，输入命令：

# make

开始编译源代码，下面要做的就是等了，这个过程会比较长，要有一定耐心。

编译完成后，再编译内核模块：

# make modules

安装内核模块：

# make modules_install

(五）安装内核

之前的步骤已经编译完成了一个kernel，现在只差最后一步了，安装kernel：

# make install

然后重启，就可以使用新内核了：

# reboot

我们可以使用命令：

# uname -r

来查看当前kernel版本，可以在安装新内核前后分别输入以作对比。

二、简易驱动

我们完成一个打印hello world的简易驱动模块。

（一）驱动源码

我们将这个驱动命名为hello。

新建hello.c文件：

#include <linux/init.h>#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>//模块初始化函数static int __int my_init(void){        printk(KERN_ALERT "Hello, my world!\n");        return 0;}//模块退出函数static void __exit my_exit(void){        printk(KERN_ALERT "My world exit!\n");}module_init(my_init);module_exit(my_exit);//模块的许可证声明MODULE_LICENSE("GPL");</span>

linux/init.h，包含了宏__init，__exit定义；

linux/modules.h，包含了加载模块时需要的符号和函数定义；

linux/kernel.h，包含了常用的内核函数；

my_init(void)，加载函数，其中__init表示编译器相关函数或变量仅用于初始化。

my_exit(void)，释放函数，其中__exit同理也是告诉编译器。

printk是内核中的输出函数。

KERN_ALERT是指消息的级别。

所有的消息级别：

#define KERN_EMERG     "<0>"

#define KERN_ALERT     "<1>"

#define KERN_CRIT      "<2>"

#define KERN_ERR       "<3>"

#define KERN_WARNING   "<4>"

#define KERN_NOTICE    "<5>"

#define KERN_INFO      "<6>"

#define KERN_DEBUG     "<7>"

这里用<1>和KERN_ALERT效果是一样的，当然也可以用其他的消息级别。

但是只有在消息级别高于控制台级别时，才会显示在控制台上。

module_init(my_init)是把我们写的初始化函数与模块初始化函数挂钩，也就是在加载模块时能够调用my_init(void)函数。

module_exit(my_exit)同上。

最后我们需要许可证声明，GPL是相应的规范。

(二)Makefile文件

新建Makefile文件：

obj-m:=hello.oPWD := $(shell pwd)KERNEL := /usr/src/linux-3.17.4all:        $(MAKE) -C $(KERNEL) M=$(PWD) modulesclean:        $(MAKE) -C $(KERNEL) M=$(PWD) clean

PWD是指当前路径。

KERNEL是指当前内核源码路径。

（三）编译模块

在当前路径下输入命令：

# make

编译完成后将生成hello.ko文件，这就是编译好的模块文件。

（四）加载模块

命令：

# insmod hello.ko

可以通过以下方式查看：

查看模块的详细信息：

# cat modules | grep hello

查看已加载的模块：

# lsmod

（五）卸载模块

命令：

#rmmod hello

（六）静态加载

以上加载模块方式是动态加载，那么我们怎么把模块内容编译进内核呢？

这时就用到了静态加载。

# cd /usr/src/linux-3.17.4/drivers

# mkdir hello

drivers文件夹下放置了各种驱动，我们在里面创建文件夹hello，表示hello这个驱动模块，把上面创建的hello.c移动该文件夹里。

创建Kconfig文件：

menuconfig HELLO        bool "CONFIG_HELLO"        default y

这里是给内核配置时（生成.config文件时）添加是否编译hello模块选项，bool值表示是否编译，后面是描述，最后一行默认了bool值为y，即默认编译hello模块。

创建Makefile文件：

obj-$(CONFIG_HELLO) += hello.o

CONFIG_HELLO值就是上面的bool值，这里是固定的“CONFIG_”加上menuconfig后面的“HELLO"。

这时该文件夹内有hello.c，Kconfig，Makefile三个文件。我们退回到drivers文件夹里：

# cd /usr/src/linux-3.17.4/drivers

这个文件夹里也有一个Kconfig文件和Make文件，分别进行编辑。

在Kconfig中添加

source "drivers/hello/Kconfig"

在Makefile中添加

obj-$(CONFIG_HELLO) += hello/

这时我们重新生成配置文件。

# cd /usr/src/linux-3.17.4

# make menuconfig

点开Device Drivers

我们就会发现多了一项CONFIG_HELLO。

然后下面就可以编译了。