第六期基于QEMU进行Linux内核模块实验《虚拟机就是开发板》

aggresss

3201人浏览 · 2017-02-09 21:08:19

aggresss · 2017-02-09 21:08:19 发布

对于Linux内核的学习，多数都是从调试运行内核模块开始的，这一期我们来总结一下用模拟开发板调试运行内核模块的一般方法。
首先写一个内核模块的helloworld源文件，包括hello.c 和相应的Makefile:
hello.c

/*
 * A simple module for helloworld
 *
 * Copyright (C) 2017 aggresss (aggresss.163.com)
 *
 * Licensed under GPLv2 or later.
 */

// Defining __KERNEL__ and MODULE allows us to access kernel-level code not usually available to userspace programs.
#undef __KERNEL__
#define __KERNEL__

#undef MODULE
#define MODULE

#include <linux/module.h>    // included for all kernel modules
#include <linux/kernel.h>    // included for KERN_INFO
#include <linux/init.h>        // included for __init and __exit macros

static int __init hello_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "Hello world!\n");
    return 0;    // Non-zero return means that the module couldn't be loaded.
}

static void __exit hello_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "Exit  module.\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_AUTHOR("aggresss <aggresss@163.com>");
MODULE_LICENSE("GPL v2");

Makefile

#
#  A simple module for helloworld
#
#  Copyright (C) 2017 aggresss (aggresss.163.com)
#
#  Licensed under GPLv2 or later.
# 

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

MODULE_NAME := test_module
$(MODULE_NAME)-objs := hello.o
obj-m += $(MODULE_NAME).o

else

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

all:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(CURDIR) modules
clean:
	@rm -rf .tmp_* .*o.cmd *.o *.ko *.mod.c *.order *.symvers

endif

上面的文件可以在 https://github.com/aggresss/LKDemo 的hello_module 目录中下载。
关于内核模块的编译如果是在本平台编译还是比较简单的，直接在内核模块对应的源文件目录下输入make 就可以编译了，但这样编译出来的模块是在本平台下运行的，因为它使用了当前操作系统的/lib/moudules/$(uname -r)/build 目录来生成当前的模块，并且编译器也是同平台下的。如果想编译在模拟开发板上运行的模块，就需要采用另一种方法，利用Linux 源文件根目录下Makefile 的 SUBDIRS 参数，下面来说明一下操作步骤：
1. 进入到已经编译生成Linux源文件根目录下例如： linux-4.1.38，前提是已经利用这个目录编译生成过内核目标文件；
2. 执行 export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
3. make modules SUBDIRS= xxxx/hello_module （xxxx为需要编译的模块所在目录）
完成上面的操作后便可以将生成的 *.ko 文件导入模拟开发板中运行，通过 insmod 命令装载模块，lsmod 命令查看模块，rmmod 命令卸载模块，dmesg 命令查看内核调试信息，下面是演示截图：

这里需要说明一下：
1.在目标开发板上执行 rmmod 时会提示 rmmod: can't change directory to '/lib/modules': No such file or directory这个错误，是由于没有 /lib/modules/4.1.38 这个目录导致的，在目标开发板上建立一下这个目录即可，是空目录，不需要任何文件。
2.Makefile中的模块名称和依赖文件不要重名，也就是MODULE_NAME 不能 (MODULE_NAME)-objs 依赖的源文件的名字重复，这样容易造成循环依赖，导致make会出现如下错误信息：
make[2]: Circular /root/develop/kernel_module/helloworld/hello.o <- /root/develop/kernel_module/helloworld/hello.o dependency dropped.
更好的方法就是给模块命名的末尾加上 _module 后缀。
更多内核模块编译相关的知识可以参考：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-kernelmodules/