操作系统编写一个简单的内核模块

### 编写简单的Linux内核模块 #### 准备工作 为了编写并测试一个简单的Linux内核模块，开发者需要准备一台安装有Linux系统的计算机，并确保已安装必要的编译工具链以及对应的内核头文件。 #### 基本概念 模块是可以按需加载和卸载至内核中的代码片段[^3]。这些模块能够增强内核的能力而不必重启系统；其中一类重要的模块就是设备驱动程序，用于使能内核识别与控制外部硬件资源。 #### 创建基础框架 下面展示了一个非常基础的内核模块实例： ```c #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> static int __init hello_world_init(void){ printk(KERN_INFO "Hello world!\n"); return 0; } static void __exit hello_world_exit(void){ printk(KERN_INFO "Goodbye world.\n"); } module_init(hello_world_init); module_exit(hello_world_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name Here"); MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World kernel module."); ``` 这段C语言代码定义了一对初始化(`hello_world_init`)和退出(`hello_world_exit`)函数，在模块被加载或移除时分别执行相应的打印语句。`printk()`函数类似于标准库里的`printf()`，但是专供内核模式下调用。最后几行提供了有关此模块的一些元数据信息给用户空间查看。 #### 构建过程 对于上述源码而言，仅需创建一个名为Makefile的小型构建脚本来简化编译流程: ```makefile obj-m += helloworld.o all: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean: rm -rf *.o *.ko *.mod.c .*.cmd *.symvers ``` 这里的关键在于设置变量`obj-m`指向目标对象文件名（去掉`.c`后缀），并且指定顶层目录下的Makefile位置以便于调用其规则完成实际链接操作。 #### 加载与验证 一旦成功编译出`.ko`格式的目标文件之后，就可以利用命令行工具insmod或者modprobe将其临时加入当前运行着的核心之中去检验效果了。与此同时，dmesg可以用来检索由我们的模块所产生的日志记录。 #### 卸载清理 当不再需要该模块的时候，则可通过rmmod指令轻松地把它从内存里清除出去。