Ubuntu12.10 内核源码外编译 linux模块编译驱动模块的基本方法

1、先编写一个简单的hello模块，hello.c 源码如下：

#ifndef __KERNEL__
#  define __KERNEL__
#endif
#ifndef MODULE
#  define MODULE
#endif

// 下面的是主要的内容
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>

MODULE_LICENSE("GPL");

static int year=2012;

int hello_init()
{
    printk(KERN_WARNING "Hello kernel, it's %d!\n",year);
    return 0;
}


void hello_exit()
{
    printk("Bye, kernel!\n");
}

// 下面两个为关键的模块函数
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

如果上面的代码看起来不太熟悉，那么需要查看以下相关的书籍，比如《Linux设备驱动程序，第三版》，也就是大名鼎鼎的LDD；

2、老式驱动模块编译方法：

直接写出make规则到makefile文件中，引用内核体系的头文件路径，举例如下：

# The path of kernel source code
INCLUDEDIR = /media/GoldenResources/linux/linux-2.6.30/include

# Compiler
CC = gcc

# Options
CFLAGS = -D__KERNEL__ -DMODULE -O -Wall -I$(INCLUDEDIR)

# Target
OBJS = hello.o

all: $(OBJS)

$(OBJS): hello.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $<

install:
    insmod $(OBJS)

uninstall:
    rmmod hello

.PHONY: clean
clean:
    rm -f *.o

这里有我是用的一个linux内核源代码路径：/media/GoldenResources/linux/linux-2.6.30/include ，注意设置到正确的源码路径。

尝试这编译：

$make
gcc -D__KERNEL__ -DMODULE -O -Wall -I/media/GoldenResources/linux/linux-2.6.30/include -c hello.c
In file included from /media/GoldenResources/linux/linux-2.6.30/include/linux/kernel.h:11:0,
                 from hello.c:8:
/media/GoldenResources/linux/linux-2.6.30/include/linux/linkage.h:5:25: fatal error: asm/linkage.h: No such file or directory
compilation terminated.
make: *** [hello.o] Error 1

出现错误： include/linux/linkage.h:5:25: fatal error: asm/linkage.h: No such file or directory ， 网上查阅相关资料后，找到不错的说明：

请查看：http://stackoverflow.com/questions/9492559/module-compiling-asm-linkage-h-file-not-found 

主要意思是这种编译方法不能很好的解决相关的依赖体系，主要是源于历史原因，linux内核升级很快，越来越复杂，所以建议使用kbuild体系来自动完成；故下面采用了可行的kbuild体系来完成。

3、使用kbuild进行模块编译：

基本方法可以参考： http://www.mjmwired.net/kernel/Documentation/kbuild/modules.txt

核心思想是，通过-C指明系统上的内核体系路径，通过M=指明模块源文件路径，然后自己构造一个makefile文件，从而实现编译过程。

3.1 构建适用于kbuild方法的makefile：

obj-m := hello.o

all :
    $(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules

clean:
    $(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

开始make：

$make
make -C /lib/modules/3.5.0-17-generic/build M=/media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello modules
make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-headers-3.5.0-17-generic'
scripts/Makefile.build:44: /media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/Makefile: No such file or directory
make[2]: *** No rule to make target `/media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/Makefile'.  Stop.
make[1]: *** [_module_/media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello] Error 2
make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-headers-3.5.0-17-generic'
make: *** [all] Error 2

自动使用了当前运行中的内核，构建对应的模块，但是提示找不到Makefile，而该目录下的文件为makefile，所以尝试修改名字：

$mv makefile  Makefile

特别注意，要使用Makefile才行！不能时makefile；

修改后，编译成功：

$make
make -C /lib/modules/3.5.0-17-generic/build M=/media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello modules
make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-headers-3.5.0-17-generic'
  Building modules, stage 2.
  MODPOST 1 modules  # 说明成功编译了一个模块
make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-headers-3.5.0-17-generic'

3.2 加载和删除内核模块：

$sudo insmod ./hello.ko #加载
$sudo rmmod hello       #删除

并没有看到源代码中的输出信息，查看系统相应日志即可：

$tail /var/log/kern.log   # 注意ubuntu下的日志路径
Oct 23 22:22:22 qunengrong-Studio-1450 kernel: [43021.773888] Hello kernel, it's 2012!
Oct 23 22:22:37 qunengrong-Studio-1450 kernel: [43037.092339] Bye, kernel!

至此，我们已经可以成功编译和加载内核模块了；

4、额外成就，要注意模块与内核版本的匹配：

假设我直接使用另一个内核体系进行构建，比如3.5.0-15-generic，但是当前系统运行的为3.5.0-17-generic的内核，则加载时报错，如下：

$make -C /lib/modules/3.5.0-15-generic/build M=`pwd` modules
make: Entering directory `/usr/src/linux-headers-3.5.0-15-generic'
  CC [M]  /media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/hello.o
/media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/hello.c:16:5: warning: function declaration isn’t a prototype
/media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/hello.c:23:6: warning: function declaration isn’t a prototype
  Building modules, stage 2.
  MODPOST 1 modules
  CC      /media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/hello.mod.o
  LD [M]  /media/GoldenResources/arm/ARM高级班/内核第一天/实验代码/HelloWorld/hello/hello.ko
make: Leaving directory `/usr/src/linux-headers-3.5.0-15-generic'

$sudo insmod ./hello.ko  # 版本不一致报错
insmod: error inserting './hello.ko': -1 Invalid module format

由此可见，使用自动构建带来的方便，将该通用Makefile分享如下：

obj-m := name.o

all :
    $(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules

clean:
    $(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean