Linux驅(qū)動開發(fā)之Hello World

貌似在學(xué)習(xí)一種新的編程語言的時候，通常會使用一個Hello world!作為一個入門，今天我們也用一個類似的程序，打開進(jìn)入linux內(nèi)核空間的大門。

要在linux的內(nèi)核空間中進(jìn)行程序設(shè)計，需要準(zhǔn)備哪些準(zhǔn)備工作呢?首先你要有一個linux的開發(fā)環(huán)境：一個linux操作系統(tǒng)、一套linux內(nèi)核源代碼和編譯環(huán)境。

操作系統(tǒng)目前可選擇的太多了，各種各樣的發(fā)行版應(yīng)有盡有，你可以在distrowatch.com看到各個版本的信息。目前最為流行的是ubuntu，采用debian包管理，安裝配置軟件非常簡便，建議使用官方發(fā)布的版本，開發(fā)linux2.6內(nèi)核下的驅(qū)動最好使用這個版本，如果是開發(fā)linux2.4下的驅(qū)動建議采用redhat企業(yè)版。

linux內(nèi)核源代碼沒有選擇，你的驅(qū)動運(yùn)行于那個linux系統(tǒng)下，你就要獲得這個linux系統(tǒng)的內(nèi)核源碼。例如我們開發(fā)的驅(qū)動要運(yùn)行在X86 ubuntu上，你就要獲得這個ubuntu的源碼，版本也要一致。驅(qū)動要運(yùn)行在一個嵌入式linux單板上，你就要拿到這個單板所運(yùn)行的linux的源碼。絕對不能在kernel.org上隨便下載一個內(nèi)核，如果內(nèi)核不匹配可能會出現(xiàn)意想不到的問題，例如什么printk overflow問題。

編譯環(huán)境問題比較復(fù)雜，跟開發(fā)環(huán)境有很大關(guān)系，你的驅(qū)動如果要運(yùn)行在嵌入式平臺上，你就需要一套交叉工具鏈，所謂的交叉工具鏈其實(shí)就是能在你的X86 CPU上編譯出運(yùn)行于mips、arm等其他架構(gòu)上的程序的一套編譯器。假定驅(qū)動運(yùn)行在X86平臺上，我們需要安裝gcc編譯器和make utility，如何安裝這里就不一一贅述了，請google查一下。

另外，還有一個使用什么工具編輯程序的問題，當(dāng)然是vi或者gvim了，我在后續(xù)的文章中介紹如何使用vi。

準(zhǔn)備工作做好了，我們開始寫第一個內(nèi)核程序(假定開發(fā)環(huán)境是ubuntu linux2.6，以前一直在linux2.4下開發(fā)linux驅(qū)動，轉(zhuǎn)到2.6下才發(fā)現(xiàn)很多東東都變了)。我們Hello world內(nèi)核程序有兩個文件組成，一個Makefile，另一個是test.c。

test.c內(nèi)容如下：

1 #include

2 #include

3 #include

4

5 static int __init eth_init(void)

6 {

7 printk(init module/n);

8 return 0;

9 }

10 static void __exit eth_exit(void)

11 {

12 printk(exit modules/n);

13 }

14

15 module_init(eth_init);

16 module_exit(eth_exit);

Makefile內(nèi)容如下：

PWD = $(shell pwd)

KERNEL_SRC = /usr/src/linux-source-2.6.15/

obj-m := test.o

module-objs := test.o

all:

$(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(PWD) modules

clean:

rm *.ko

rm *.o

注意千萬不能從我這篇blog中通過復(fù)制粘貼Makefile內(nèi)容去創(chuàng)建Makefile文件!!!我要下載源碼test.tgz.zip，原文件名是test.tgz，請去掉后面的zip后解壓。

在編譯源碼之前需要修改一下Makefile中的KERNEL_SRC，使其指向你的linux內(nèi)核源碼。修改完成后，在test.c和Makefile所在的目錄下運(yùn)行make，如果看到類似輸出

make -C /usr/src/linux-source-2.6.15/ M=/home/vmeth modules

make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-source-2.6.15''''''''

CC [M] /home/vmeth/test.o

Building modules, stage 2.

MODPOST

CC /home/vmeth/test.mod.o

LD [M] /home/vmeth/test.ko

make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-source-2.6.15''''''''

OK，一個內(nèi)核程序編譯出來了，目錄下多了一個test.ko。出現(xiàn)/usr/bin/ld: crt1.o: No such file: No such file or directory.這個錯誤怎么辦?這個問題的原因是usr/lib/目錄下缺少crt1.o。解決方法：安裝libc6-dev。另外在編譯這個程序之前最好先把內(nèi)核編譯一下(在內(nèi)核源碼所在的目錄下執(zhí)行make menuconfig，什么都不要修改退出，退出時會提示你是否要保存配置，選擇保存，然后執(zhí)行make，整個make過程需要很長時間，----我在make menuconfig時，好像提示缺少ncurses庫，安裝上libncurses就OK了)。

下一步就是運(yùn)行這個程序了，在root用戶下執(zhí)行insmod ./test.ko。沒有錯誤提示的話，這個程序就被執(zhí)行了，運(yùn)行一下dmesg，最后一行是不是可以看到init module字樣。執(zhí)行rmmod test;再運(yùn)行dmesg，最后一行又出現(xiàn)了exit modules。這個內(nèi)核程序目前只是打印了兩行字，后續(xù)我將會擴(kuò)充這個程序，完成一些有用的功能。

Makefile文件分析：

obj-m := hello.o 代表了我們要構(gòu)造的模塊名為hell.ko，make 會在該目錄下自動找到hell.c文件進(jìn)行編譯。如果 hello.o是由其他的源文件生成(比如file1.c和file2.c)的，則在下面加上(注意紅色字體的對應(yīng)關(guān)系)：

hello-objs := file1.o file2.o ......

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

其中 -C $(KERNELDIR) 指定了內(nèi)核源代碼的位置，其中保存有內(nèi)核的頂層makefile文件。

M=$(PWD) 指定了模塊源代碼的位置

modules目標(biāo)指向obj-m變量中設(shè)定的模塊。