05年本科毕业设计做的是Linux下驱动的剖析,当时就买了一本《Linux设备驱动程序(第二版)》,但是没有实现将最简单的helloworld程
序编译成模块,加载到kernel里。不过,现在自己确实打算做一款芯片的Linux的驱动,因此,又开始看了《Linux设备驱动程序》这本书,不过已
经是第三版了。第二版讲的是2.4的内核,第三版讲的是2.6的内核。两个内核版本之间关于编译内核以及加载模块的方法都有所变化。 本文是基于2.6的内核,也建议各位可以先看一下《Linux内核设计与实现(第二版)》作为一个基础知识的铺垫。当然,从实践角度来看,只要按着以下的步骤去做也应该可以实现成功编译内核及加载模块。 个人用的Linux版本为:Debian GNU/Linux,内核版本为:2.6.20-1-686. 第一步,下载Linux内核的源代码,即构建LDD3(Linux Device Drivers 3rd)上面所说的内核树。 如过安装的Linux系统中已经自带了源代码的话,应该在/usr/src目录下。如果该目录为空的话,则需要自己手动下载源代码。下载代码的方法和链接很多,也可以在CU上通过http://download./search/?key=&;q=kernel&frmid=53去下载。不过,下载的内核版本最好和所运行的Linux系统的内核版本一致。当然,也可以比Linux系统内核的版本低,但高的话应该不行(个人尚未实践)。 Debian下可以很方便的通过Debian源下载: 首先查找一下可下载的内核源代码: # apt-cache search linux-source 其中显示的有:linux-source-2.6.20,没有和我的内核版本完全匹配,不过也没关系,直接下载就可以了: # apt-get install linux-source-2.6.20 下载完成后,安装在/usr/src下,文件名为:linux-source-2.6.20.tar.bz2,是一个压缩包,解压缩既可以得到整个内核的源代码: # tar jxvf linux-source-2.6.20.tar.bz2 解压后生成一个新的目录/usr/src/linux--source-2.6.20,所有的源代码都在该目录下。 注:该目录会因内核版本的不同而不同,各位动手实践的朋友只需知道自己的源代码所在的具体位置即可。 第二步:配置及编译内核。 进入/usr/src/linux--source-2.6.20目录下,可以看到Makefile文件,它包含了整个内核树编译信息。该文件最上面四行是关于内核版本的信息。对于整个Makefile可以不用做修改,采用默认的就可以了。 一般情况下,需要先用命令诸如"make menuconfig", "make xconfig"或者"make oldcofig"对内核进行配置,这几个都是对内核进行配置的命令,只是它们运行的环境不一样,执行一下这几个命令中的任何一个即可对内核进行配置: make menuconfig是基于界面的内核配置方法,make xconfig应该是基于QT库的,还有make gcofig也是基于图形的配置方法,应该是需要GTK的环境,make oldcofig就是对内核树原有的.config文件进行配置一下即可。 其实内核的配置部分,主要是保证内核启动模块可动态加载的配置,默认配置里面应该已经包含了这样的内容,因此,我用的是make oldconfig. 内核的详细配置请见另外一位网友的帖子,这里给出链接: http://linux./bbs/viewthread.php?tid=885597&extra=page%3D1%26amp%3Bfilter%3Ddigest 在内核源码的目录下执行: # make # make bzImage 其中,第一个make也可以不执行,直接make bzImage。这个过程可能要持续一个小时左右,因此是对整个内核重新编译了。执行结束后,可以看到在当前目录下生成了一个新的文件: vmlinux, 其属性为-rwxr-xr-x。 然后执行: # make modules # make modules_install 对内核的所有模块进行编译和安装。 执行结束之后,会在/lib/modules下生成新的目录/lib/modules/2.6.20/。 在随后的编译模块文件时,要用到这个路径下的build目录。至此,内核编译完成。可以重启一下系统。 第三步:编写模块文件及Makefile 以LDD3上的hello.c为例: //hello.c #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); static int hello_init(void) { printk(KERN_ALERT "Hello, world\n"); return 0; } static void hello_exit(void) { printk(KERN_ALERT"Goodbye, cruel world\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); Makefile文件的内容为: obj-m := hello.o KERNELDIR := /lib/modules/2.6.20/build PWD := $(shell pwd) modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules modules_install: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install clean: rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions 其中,hello.c和Makefile文件应该位于同一个目录下,可以放在/home下,我的两个文件都位于/home/david/. 第四步:编译和装载模块 在文件所处的目录下,执行: debian:/home/david # make 然后查看该目录下有哪些文件生成: debian:/home/david # ls -l 总计 28 drwxr-xr-x 2 david david 4096 2007-02-07 17:49 Desktop -rw-r--r-- 1 david david 462 2007-07-20 13:42 hello.c -rw-r--r-- 1 root root 2432 2007-07-20 13:55 hello.ko -rw-r--r-- 1 root root 607 2007-07-20 13:55 hello.mod.c -rw-r--r-- 1 root root 1968 2007-07-20 13:55 hello.mod.o -rw-r--r-- 1 root root 1140 2007-07-20 13:55 hello.o -rw-r--r-- 1 david david 267 2007-07-20 13:48 Makefile -rw-r--r-- 1 root root 0 2007-07-05 14:11 Module.symvers 可见,已经生成模块文件hello.ko. 然后,就可以加载该模块: debian:/home/david # insmod hello.ko 查看模块是否加载进内核: debian:/home/david # lsmod Module Size Used by hello 1344 0 nfs 219468 0 nfsd 202224 17 ... ... 其中Module名为hello的即为我们所加载的模块. 卸载模块: debian:/home/david # rmmod hello 同样可以通过lsmod来查看该模块是否被卸载. 这里有两个问题,其一就是printk()输出的问题.LDD3上也说,在加载和卸载模块的时候都会有信息输出在屏幕上,如果通过终端仿真器(,则在屏幕 上看不到任何输出.我同时在虚拟机和和物理机都运行了该模块,均未看到有"Hello, world"(加载模块时printk的输出)或"Goodby, cruel world"(卸载模块时printk的输出). 这个不知道是我操作系统发行版的原因还是系统配置的问题,请了解这个问题的朋友指点一下. 其二,书上讲到如果屏幕上看不到信息,可能输出在某个日志文件里面了,并说可能在/var/log/messages文件中.并且看到网上很多网友也说是 输出到这个文件里面.我不知道有没有发现输出在其他日志文件里的,不过我的这个信息输出在/var/log/syslog里面.在加载和卸载完该模块后, 执行命令: debian:/home/david # cat /var/log/syslog | grep world 可以看到有两行内容.当然,也可以不用grep world, 应该会出现在最后两行. Jul 20 14:15:29 localhost kernel: Hello, world Jul 20 14:15:34 localhost kernel: Goodbye, cruel world 这就是printk应该输出的信息. 这里有另外一个方法,可以实现printk的信息输出在屏幕上,即更改printk输出的优先级.例子中的优先级为:KERN_ALERT,优先级为<1>,如果将优先级改为KERN_EMERG即<0>,则可以看到屏幕的输出信息. 修改的方法只是修改一下hello.c中两句printk()的内容,修改后的hello.c如下: #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); static int hello_init(void) { printk(KERN_EMERG "Hello, world\n"); /*改动部分*/ return 0; } static void hello_exit(void) { printk(KERN_EMERG"Goodbye, cruel world\n"); /*改动部分*/ } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); 同样的方法编译生成模块,再次用insmod和rmmod,则在屏幕上看到的输出信息为: debian:/home/david# insmod hello.ko debian:/home/david# Message from syslogd@localhost at Fri Jul 20 14:27:32 2007 ... localhost kernel: Hello, world debian:/home/david# rmmod hello debian:/home/david# Message from syslogd@localhost at Fri Jul 20 14:27:42 2007 ... localhost kernel: Goodbye, cruel world debian:/home/david 但是,是否能够将printk()的优先级改为KERN_EMERG值得商榷.因为在Linux Kernel Development中,对该优先级的描述为: An emergency condition; the system is probably dead. 以上就是整个2.6内核编译步骤以及模块动态加载的方法.理解和解释有误的地方,也请各位浏览本文的朋友指点,也希望能和对内核和驱动感兴趣的朋友交流. 本文也参考了一位网友博客上一篇关于编译2.6内核的文章,这里给出链接: http://blog.csdn.net/wooin/archive/2007/05/21/1619141.aspx 【08-10】补充:本文最后所提到的模块加载和卸载时没有看到屏幕的输出信息,即printk输出的问题。经过实践之后,本人发现了个人的原因,和大家 交流一下。LDD3书中所说的看不到输出指的是在终端仿真器,就是我们平时在X-Window下用的终端,譬如我用的时Gnome-Terminal,在 这种情况下看不到屏幕的输出。而我上面的例程正是在终端下运行的。当时没想到切换到控制台Console运行一下试试。今天在控制台运行了,发现无论是在 虚拟机还是物理机下,只要在Console下面运行,是可以看到屏幕输出的。 [ 本帖最后由 Godbach 于 2007-8-10 11:45 编辑 ] |
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