编译自己的第一个Linux内核模块

前言

本文记录了下我在学Linux内核开发这个课程时，第一课时的实验的内容。

实验环境

我是用的阿里云云服务器 Debian13系统进行实验。

编写内核模块源码

第一个文件：vser.c（总共两个文件，放在相同目录下）

#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

int init_module(void)
{
	printk("module init\n");
	return 0;
}

void cleanup_module(void)
{
	printk("cleanup module\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");

第二个文件，Makefile

ifeq ($(KERNELRELEASE),)

ifeq ($(ARCH),arm)
KERNELDIR ?= /home/farsight/fs4412/linux-3.14.25-fs4412
ROOTFS ?= /nfs/rootfs
else
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
PWD := $(shell pwd)

modules:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) INSTALL_MOD_PATH=$(ROOTFS) modules_install
clean:
	rm -rf *.o *.ko .*.cmd *.mod.* modules.order Module.symvers .tmp_versions
else

obj-m := vser.o

endif

编译内核模块

在刚刚放文件的目录下，输入make进行编译。

No such file or directory报错

使用make编译的时候，报如下的错误

cmake.txt  Makefile  vser.c
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# make
make -C /lib/modules/6.12.57+deb13-amd64/build M=/root/work\_1 modules
make\[1]: Entering directory '/root/work\_1'
make\[1]: \*\*\* /lib/modules/6.12.57+deb13-amd64/build: No such file or directory.  Stop.
make\[1]: Leaving directory '/root/work\_1'
make: \*\*\* \[Makefile:12: modules] Error 2
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# make
make -C /lib/modules/6.12.57+deb13-amd64/build M=/root/work\_1 modules
make\[1]: Entering directory '/root/work\_1'
make\[1]: \*\*\* /lib/modules/6.12.57+deb13-amd64/build: No such file or directory.  Stop.
make\[1]: Leaving directory '/root/work\_1'
make: \*\*\* \[Makefile:12: modules] Error 2
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# cd /lib/mod
modprobe.d/ modules/\
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# cd /lib/mod

这个主要的报错是

/lib/modules/6.12.57+deb13-amd64/build: No such file or directory

导致这个的原因是当前系统没有安装对应的内核头文件和内核构建目录。我们需要安装下相关依赖。

apt install -y build-essential
apt install -y linux-headers-$(uname -r)

当然如果安装出现报错

oot\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# uname -r
6.12.57+deb13-amd64
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# apt install -y linux-headers-6.12.57+deb13-amd64
Error: Unable to locate package linux-headers-6.12.57+deb13-amd64
Error: Couldn't find any package by glob 'linux-headers-6.12.57+deb13-amd64'
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1#

这是因为当前系统的软件源，没有当前运行的内核的构建工具。

解决方案就是更换系统内核（当然也有别的方案）。更换为有构建工具的。更新命令如下

apt install -y build-essential linux-image-amd64 linux-headers-amd64

执行完后重启系统。再次编译，应该可以看到没有这个构建报错了。（如有需要，可以make clean处理下之前的垃圾文件）

missing MODULE_LICENSE() in….报错

报错详情：

rm -rf \*.o *.ko .*.cmd *.mod.* modules.order Module.symvers .tmp\_versions
root\@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:\~/work\_1# make
make -C /lib/modules/6.12.74+deb13+1-amd64/build M=/root/work\_1 modules
make\[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-6.12.74+deb13+1-amd64'
CC \[M]  /root/work\_1/vser.o
/root/work\_1/vser.o: warning: objtool: init\_module(): not an indirect call target
/root/work\_1/vser.o: warning: objtool: cleanup\_module(): not an indirect call target
MODPOST /root/work\_1/Module.symvers
ERROR: modpost: missing MODULE\_LICENSE() in /root/work\_1/vser.o
make\[3]: \*\*\* \[/usr/src/linux-headers-6.12.74+deb13+1-common/scripts/Makefile.modpost:145: /root/work\_1/Module.symvers] Error 1
make\[2]: \*\*\* \[/usr/src/linux-headers-6.12.74+deb13+1-common/Makefile:1922: modpost] Error 2
make\[1]: \*\*\* \[/usr/src/linux-headers-6.12.74+deb13+1-common/Makefile:236: \_\_sub-make] Error 2
make\[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-6.12.74+deb13+1-amd64'
make: \*\*\* \[Makefile:12: modules] Error 2

其中真正核心的报错信息为

ERROR: modpost: missing MODULE_LICENSE() in /root/work_1/vser.o

Linux要求内核模块进行生命，尤其是MODULE_LICENSE() 。所以我们在我们刚刚的内核模块后面加上MODULE_LICENSE("GPL");，修改后的源码是：

#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

int init_module(void)
{
	printk("module init\n");
	return 0;
}

void cleanup_module(void)
{
	printk("cleanup module\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");

修复后，重新编译。

编译成功

如果一切顺利的话，应该会如下图所示（不用管waring）

并且当前工作目录会出现大量新增文件（主要是要看有没有生成vser.ko），如果没有报错，代表生成成功。

加载内核模块

（注意，这些操作需要以root权限运行，当前我登陆账号已经是root账号了）

insmod ./vser.ko

加载完后，输入

dmesg | tail

输出结果如下图

如果有

[  411.536872] module init

这个就代表成功了（这个内容是我们刚刚的vser.c的printk打印出来的内容）

执行下面命令可以查看是否在模块列表中，结果如下图，如果有值代表加载成功

lsmod | grep vser

卸载内核模块

输入下方命令卸载模块

rmmod vser

卸载后可以输入下方命令

dmesg | tail

可以看到最下面输出结果有cleanup_module，这是我们刚刚定义的卸载时输出的函数。

查看模块信息

在刚刚的文件夹执行

modinfo ./vser.ko

输出

root@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:~/work_1# modinfo ./vser.ko 
filename:       /root/work_1/./vser.ko
license:        GPL
depends:        
name:           vser
retpoline:      Y
vermagic:       6.12.74+deb13+1-amd64 SMP preempt mod_unload modversions 
root@iZn4a73i0mqohljrenhyi4Z:~/work_1#

前言