如何编写一个简单的 Linux 内核模块

编写helloworld.c及其对应的Makefile。

helloworld.c:

#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>int init_hello_module(void)

{

printk("***************Start***************\n")

printk("Hello World! Start of hello world module!\n") return 0

}void exit_hello_module(void)

{

printk("***************End***************\n")

printk("Hello World! End of hello world module!\n")

}

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL")

module_init(init_hello_module)

module_exit(exit_hello_module)1234567891011121314151617181920

Makefile:

# To build modules outside of the kernel tree, we run "make"# in the kernel source treethe Makefile these then includes this# Makefile once again.# This conditional selects whether we are being included from the# kernel Makefile or not.# called from kernel build system: just declare what our modules areobj-m := helloworld.oCROSS_COMPILE =

CC= gcc# Assume the source tree is where the running kernel was built

# You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere

KERNELDIR ?= /usr/src/linux-headers-$(shell uname -r)# The current directory is passed to sub-makes as argument

PWD := $(shell pwd)all: modulesmodules:

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

rm -rf *.o *~ core .depend *.symvers .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions $(TARGET)

在Makefile中，在obj-m := helloworld.o这句中，.o的文件名要与编译的.c文件名一致。

KERNELDIR ?= /usr/src/linux-headers-$(shell uname -r)指示当前linux系统内核的源码位置。

学嵌入式Linux要先学以下几点：

1.C语言。要有C语言的基础，当然越熟练越好，不熟也没关系，具备基本技能就可以：比如写一个数组排序、输入数字求和什么的。C语言的学习就是多些多练。

2.Linux基础

Linux *** 作系统的概念、安装方法，详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI ,编译器GCC，调试器GDB和 Make 项目管理工具, Shell、 Makefile脚本编写等知识，嵌入式开发环境的搭建。

3.Linux系统编程

重点学习标准I/O库，Linux多任务编程中的多进程和多线程，以及进程间通信(pipe、FIFO、消息队列、共享内存、signal、信号量等)，同步与互斥对共享资源访问控制等重要知识，主要提升对Linux应用开发的理解和代码调试的能力。

4.Linux网络编程

计算机网络在嵌入式Linux系统应用开发过程中使用非常广泛，通过Linux网络发展、TCP/IP协议、socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等方面入手，全面了解Linux网络应用程序开发。重点学习网络编程相关API，熟练掌握TCP协议服务器的编程方法和并发服务器的实现，了解HTTP协议及其实现方法，熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法，掌握混合C/S架构网络通信系统的设计，熟悉HTML,Javascript等Web编程技术及实现方法。

5.数据结构与算法

数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用，对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容，包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。

6.Cortex A8 、Linux 平台开发

通过基于ARM Cortex-A8处理s5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧，掌握s5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nand flash控制器等模块，为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块，并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android *** 作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源 *** 作系统，该平台由 *** 作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件，目前它的应用不再局限于移动终端，还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。

7.驱动开发

驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分，也是比较困难的一部分。本阶段的学习要熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口，掌握系统对设备的并发 *** 作。熟悉所开发硬件的工作原理，具备ARM硬件接口的基础知识，熟悉ARM Cortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架，熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发，在工作中能独立胜任底层驱动开发。

“一个好一点儿的计算机硕士毕业的学生。写一个 *** 作系统的内核绝对是应该办到而且肯定可以办到的事儿。” －－－－－－这句话我们可以理解为”一个好的计算机硕士掌握的理论知识足够他搭建起一个简单的 *** 作系统框架“。\x0d\x0a\x0d\x0a我上 *** 作系统课（大二）的第一天就问我的老师，学完了这门课可以自己实现一个 *** 作系统了吗？老师说：”你可以基本掌握 *** 作系统中要处理的主要问题，但是即使实现最简单的五脏俱全的 *** 作系统还需要掌握很多很多东西，而且前提是你已经有很不错的代码能力。“\x0d\x0a\x0d\x0a回到题目上来，我们要实现一个简单的 *** 作系统，最先需要解决的是哪些问题？这个问题我相信翻开任何一本 *** 作系统书都可以得到答案，一般都是 *** 作系统书的前五，六章内容（第一章基本是 *** 作系统概念及发展历史）。\x0d\x0a包括：\x0d\x0a\x0d\x0a进程管理\x0d\x0a存储管理\x0d\x0a文件系统\x0d\x0a输入/输出\x0d\x0a这些大部分是讨论理论类的书，比如我们上课用的书是西电汤子瀛老师的《计算机 *** 作系统》，后来自己为了深入学习买了Andrew S. Tanenbaum的《Modern Operating Systems》。\x0d\x0a\x0d\x0a如果想写个 *** 作系统，除了理论知识外，动手之前最好先看看 *** 作系统源代码，Linux的代码都是开源的，可以先学习学习。不过对于我们这种初学者千万不要看最新的Linux内核代码，因为那是很多人的杰作，可能一辈子都看不完。最好先看看国内同济大学赵炯基于0.11的《Linux完全注释》，即使只看懂30％也至会让自己懂很多之前不知道的东西。\x0d\x0a\x0d\x0a理论类的书很少有提到Bootload问题的，就是加电之后从哪里开始执行的部分。仅仅是这个步骤也需要花不少时间去了解CPU知识，汇编语言知识等，相当不容易。不话说回来，这部分如果能处理好之后会发现组成原理，汇编语言，微机原理的知识被自己运用到了，成就感巨大。这部分内容，可以参看MIT的课程6.828 Operating System Engineering的课程，Google一下就能搜到不少大牛关于这门课的博客。如果英语不太好我记得华中科技大学有一个叫32位 *** 作系统实践的课，资料都放到网上了，看起来很不错。\x0d\x0a\x0d\x0a过了这一关，用《深入理解计算机系统》加上《现代 *** 作系统》看一下虚拟存储器的内容，这两本书这部分说得都很棒。虚拟存储器的概念贯穿所有，如果能弄懂，对很多方面都有很大的帮助，不仅仅是 *** 作系统这块。有了虚拟存储器概念之后对于链接，加载等知识理解就会深刻许多。 不过，这部分内容也需要对硬件部分有所了解，又是一坑。\x0d\x0a\x0d\x0a之后回到进程上来之后，终于可以把工作重心从硬件部分转移过来了。但是我们又将面对进程创建，进程调度，进程通信三大问题，既然是简单实现，就先不考虑线程的事。算法书中会给很多，不过这些算法都是有一定的局限性，比如调度算法，对应的调度算法优劣差异很大，至于如何抉择就看个人需求。不过话说回来， *** 作系统里的”算法“和ACM里的算法在难度上差很多，还是比较容易实现的。\x0d\x0a\x0d\x0a内容太多了，就不完全展开了，后面就看自己“耐力”了，写 *** 作系统是需要坚持很长实践＋大量知识积累的。有些问题还涉及到哲学的观点，这里推荐上海交大邹恒明教授的《 *** 作系统之哲学原理》。除了理论方面的书，现在市面上也有直接教如何实现一个 *** 作系统的，比如《Orange'S:一个 *** 作系统的实现》和《30天自制 *** 作系统》(仅有的几本“XX天XX”而不是烂书的书)，起步阶段跟着这些书来还是很不错的。\x0d\x0a\x0d\x0a总之，实现最最基本的功能也许可以做到。实现功能强大，鲁棒性强的 *** 作系统极难。

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