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7.2.2 内核头文件

如果你需要在开发板上编译内核模块或类似的代码，你需要安装 Linux 内核头文件。这些头文件包含Linux内核的各种常量定义、宏定义、函数接口定义和数据结构定义，是完成内核模块代码编译所必须的依赖代码。

安装​

你可以通过以下命令安装内核头文件。

sudo apt install linux-headers-6.1.112-rt43

命令运行成功后，内核头文件会被安装到/usr/src目录下

root@ubuntu:~# ls /usr/src/linux-headers-*
Documentation  Makefile  certs    fs       io_uring  lib  rust     security  usr
Kbuild         arch      crypto   include  ipc       mm   samples  sound     virt
Kconfig        block     drivers  init     kernel    net  scripts  tools

使用示例​

我们用一个简单的 Hello World 内核模块的开发介绍如果使用内核头文件。步骤概要如下：

  • 准备程序代码
  • 编写Makefile，完成驱动模块的编译
  • 对驱动模块进行签名
  • 测试加载、卸载模块
  • （可选）配置开机自动加载

编写Hello World程序​

打开你熟悉的编辑器（比如VIM），创建文件 hello.c，输入下面的内容：

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

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("xxx.xxx");
MODULE_DESCRIPTION("Hello World");

static int __init hello_init(void)
{
	printk(KERN_ERR "Hello, World!\n");
	return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
	printk(KERN_EMERG "Goodbye, World!\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

模块加载时打印Hello, World!, 模块卸载时打印Goodbye, World!。

编写Makefile​

打开你熟悉的编辑器（比如VIM），创建文件 Makefile，输入下面的内容：

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
	obj-m := hello.o
else
	PWD=$(shell pwd)
	KDIR := /usr/src/linux-headers-$(shell uname -r)

all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
	rm -rf *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers  modul* .*.ko.cmd .*.o.cmd .tmp_versions
endif
  • PWD指定源码路径，即hello.c的路径。
  • KDIR指定内核源码路径。
  • KERNELRELEASE是在内核源码的顶层Makefile里定义的变量。

保存Makefile后，执行make命令完成模块的编译，生成hello.ko文件。

root@ubuntu:~# make
make  -C /usr/src/linux-headers-6.1.83 M=/root modules
make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-6.1.83'
  CC [M]  /root/hello.o
  Building modules, stage 2.
  MODPOST 1 modules
  CC      /root/hello.mod.o
  LD [M]  /root/hello.ko
make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-6.1.83'

模块签名​

编译好的驱动模块文件，需要进行签名后才能加载到RDK X3的内核里，命令如下：

root@ubuntu:~# hobot-sign-file hello.ko
Sign Kernel Module File Done.

如果不对驱动模块文件签名而直接加载，则会报以下错误:

insmod: ERROR: could not insert module hello.ko: Required key not available

加载模块​

加载ko：insmod hello.ko

root@ubuntu:~# insmod hello.ko
[ 3104.480703] Hello, World!

卸载ko：rmmod hello

root@ubuntu:~# rmmod hello
[ 3136.909409] Goodbye, World!

查看ko是否加载：lsmod | grep hello

root@ubuntu:~# lsmod | grep hello
hello                  16384  0

执行命令dmesg查看内核打印信息如下：

[ 3104.480361] hello: loading out-of-tree module taints kernel.
[ 3104.480703] Hello, World!
[ 3136.909409] Goodbye, World!

配置开机自动加载​

如果想要自定义的驱动模块在开机时自动加载，请按照以下步骤进行配置：

拷贝hello.ko到 /lib/modules/{Kernel Version} 目录，命令如下：

sudo cp -f hello.ko /lib/modules/`uname -r`

执行depmod命令更新模块的依赖关系：

sudo depmod

最后在 /lib/modules-load.d 目录下新建一个conf扩展名的配置文件，例如 hello.conf,在配置文件里添加需要自动加载的模块名（模块名不需要.ko 扩展名），例如需要自动加载hello.ko,就写一行hello，如果有多个模块需要加载，一个配置文件可以添加多个自加载模块，一行一个模块名，可以通过以下命令简便的完成配置文件的新建和配置：

sudo echo hello > /lib/modules-load.d/hello.conf
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