linux内核编程（hello world示例程序）

男娘i 2022-06-18 12:17 262阅读 0赞

# linux内核编程（hello world） #

> Linux可加载内核模块是 Linux 内核的最重要创新之一。它们提供了可伸缩的、动态的内核。其它开发者可以不用重新编译整个内核便可以开发内核层的程序，极大方便了驱动程序等的开发速度。
> 
> 本系列文章主要是记录个人从hello world开始，通过学习linux内核基本编程操作，再对ipvs负载均衡器源码进行初步学习分析；最后，基于netfilter机制(其实是iptables的xtables-plugin)完成一个报文转发工具，xt\_GTPU工具。
> 
> 基础环境：腾讯云虚拟机（最便宜的那种），ubuntu 14.04

## hello world! ##

内核编程，当然最开始也是要从经典的hello world开始。

目录结构如下：

feiqianyousadeMacBook-Pro:helloworld yousa$ tree
    .
    ├── Makefile
    └── helloworld.c
    
    0 directories, 2 files

示例代码（命名此文件为helloworld.c）

#include <linux/init.h>
    #include <linux/module.h>
    
    static int helloworld_init(void) {
        printk(KERN_INFO "hello world!\n");
    
        return 0;
    }
    
    static int helloworld_exit(void) {
        printk(KERN_INFO "see you.\n");
    
        return 0;
    }
    
    module_init(helloworld_init);
    module_exit(helloworld_exit);

makefile文件（命名此文件为Makefile）

KERNEL_VER = $(shell uname -r)
    
    # the file to compile
    obj-m += helloworld.o
    
    # specify flags for the module compilation
    EXTRA_CFLAGS = -g -O0
    
    build: kernel_modules
    
    kernel_modules:
        #make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=$(PWD) modules
        make -C /lib/modules/$(KERNEL_VER)/build M=$(PWD) modules
    
    clean:
        make -C /lib/modules/$(KERNEL_VER)/build M=$(PWD) clean

编译好之后执行make即可；编译成功之后，会有一个helloworld.ko文件，使用insmod命令加载模块

`sudo insmod helloworld.ko`

使用`lsmod | grep hello`可以看到已经加载了该内核模块

ubuntu@VM-7-212-ubuntu:~/kernel-code/kernel-netfilter-sample-code/helloworld$ lsmod | grep hello
    helloworld             16384  0

使用dmesg | tail -n 20可以查看hello world相应的打印

## 内核模块 ##

内核模块（linux kernel module–LKM）与直接编译到内核或典型程序的元素有根本区别。典型的程序有一个 main 函数，而内核模块 包含 entry 和 exit 函数。当向内核插入模块时，调用 entry 函数，从内核删除模块时则调用 exit 函数。因为 entry 和 exit 函数是用户定义的，所以存在 module\_init 和 module\_exit 宏，用于定义这些函数属于哪种函数和告知内核在加载/卸载对应模块时需要执行哪个函数。内核模块还包含一组必要的宏和一组可选的宏，用于定义模块的许可证、模块的作者、模块的描述等等。

（代码中的entry函数就是`static int helloworld_init(void)`，exit函数是`static int helloworld_exit(void)`，它们最后使用module\_init 和 module\_exit 宏告知内核加载时调用helloworld\_init函数和退出时调用helloworld\_exit函数）

![简单 LKM 的源代码视图][LKM]

在2.6版本之后（当前基本都是linux内核2.6以后的了吧……），可以通过insmod/rmmod等命令操作内核，其主要命令如下：

1.  insmod: 将模块插入内核中，使用方法：\#insmod XXX.ko
2.  rmmod: 将模块从内核中删除，使用方法：\#rmmod XXX.ko
3.  lsmod: 列表显示所有的内核模块，可以和grep指令结合使用。使用方法：\#lsmod | grep XXX
4.  modprobe: modprobe可载入指定的个别模块，或是载入一组相依赖的模块。modprobe会根据depmod所产生的依赖关系，决定要载入哪些模块。若在载入过程中发生错误，在modprobe会卸载整组的模块。依赖关系是通过读取 /lib/modules/2.6.xx/modules.dep得到的。而该文件是通过depmod 所建立。
5.  modinfo: 查看模块信息。使用方法：\#modinfo XXX.ko

## 源码信息 ##

代码github

[https://github.com/Miss-you/kernel-netfilter-sample-code][https_github.com_Miss-you_kernel-netfilter-sample-code]

其中helloworld是在helloworld目录下

## 遇到的问题 ##

### make: *\** /lib/modules/4.4.0-53-generic/build: 没有那个文件或目录。 停止。 ###

参照链接

[http://blog.csdn.net/qq\_15437667/article/details/69831509][http_blog.csdn.net_qq_15437667_article_details_69831509]

[LKM]: /images/20220618/63bfc4f0f88d4f80aa3feb9586844682.png
[https_github.com_Miss-you_kernel-netfilter-sample-code]: https://github.com/Miss-you/kernel-netfilter-sample-code
[http_blog.csdn.net_qq_15437667_article_details_69831509]: http://blog.csdn.net/qq_15437667/article/details/69831509