一、引言
Linux 内核是整个操作系统的核心，而内核模块（Kernel Module）使得我们可以在不重新编译整个内核的情况下，动态添加或移除功能。如果你想深入理解 Linux 内核的工作原理，或者希望自定义系统功能，编写自己的内核模块是一个很好的学习起点。
本篇文章将从零开始，带你了解如何编写、编译和加载一个 Linux 内核模块，深入探索 Linux 内核的奥秘。
二、什么是 Linux 内核模块？
Linux 内核模块（LKM, Loadable Kernel Module）是一种可以在运行时动态加载到内核中的代码，它可以用来扩展内核功能，例如：
o 添加新的设备驱动程序
o 修改内核行为（如防火墙规则、文件系统等）
o 提供内核级别的调试或监控功能
相比于直接修改 Linux 内核代码，LKM 方式更加灵活，不需要重启系统即可生效，适用于开发和调试阶段。
三、环境准备
在开始编写内核模块之前，我们需要一个合适的 Linux 开发环境：
1. 安装开发工具：确保你的系统上已经安装了 gcc、make 和 Linux 内核头文件：
sudo apt update && sudo apt install build-essential linux-headers-$(uname -r)
2. 创建工作目录：
mkdir ~/kernel_module && cd ~/kernel_module
四、编写第一个 Linux 内核模块
我们编写一个简单的 “Hello World” 内核模块：
1. 创建 C 代码文件 hello_module.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("YourName");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Linux kernel module");
static int __init hello_init(void) {
printk(KERN_INFO "Hello, Linux Kernel!\n");
return 0;
}
static void __exit hello_exit(void) {
printk(KERN_INFO "Goodbye, Linux Kernel!\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
2. 编写 Makefile
在同一目录下创建 Makefile：
obj-m += hello_module.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
3. 编译内核模块
运行以下命令编译模块：
make
生成 hello_module.ko 文件，这就是我们的内核模块。
五、加载和卸载内核模块
1. 加载模块：
sudo insmod hello_module.ko
运行后，可以通过 dmesg 命令查看输出：
dmesg | tail -10
2. 卸载模块：
sudo rmmod hello_module
3. 检查内核日志：
dmesg | tail -10
六、深入探索 Linux 内核模块
o 自定义参数：可以使用 module_param 允许模块接收用户参数。
o 设备驱动开发：进一步学习如何编写字符设备驱动或网络设备驱动。
o 与用户空间交互：使用 procfs 或 sysfs 让模块与用户态程序通信。
七、总结
本篇文章从零开始介绍了 Linux 内核模块的概念，带你编写、编译并加载了一个简单的 “Hello World” 内核模块。如果你对 Linux 内核开发感兴趣，可以进一步学习设备驱动、文件系统等更深入的内核编程知识。
你是否尝试过编写自己的 Linux 内核模块？欢迎在评论区讨论！