ARM《7》_编译生成linux内核中的内核模块

0、前言：

这是一篇以问题为导向，的技术贴！探究linux内核中的内核模块如何编译生成；

基础概念库：

1、linux内核源码：

tar -zxvf linux-4.14.21.tar.gz 解压的是 Linux 内核的源码包，它不是一个完整的 Linux 系统，而是 Linux 内核的源代码集合。解压后会生成一个名为 linux-4.14.21 的目录，里面包含了 Linux 内核 4.14.21 版本的所有源代码文件：

内核核心代码（如 kernel/、fs/、net/ 目录）；硬件驱动代码（如 drivers/ 目录）；编译配置文件（如 Makefile、.config 模板）；文档和工具脚本等。这些文件的作用是供开发者编译、定制或研究 Linux 内核。

一个完整的 Linux 系统需要包含：

内核：即你解压的 linux-4.14.21 编译后的可执行程序（如 vmlinuz）；用户态组件：包括 Shell（如 bash）、系统工具（如 ls、cd）、库文件（如 libc）、应用程序等；文件系统：包含系统配置、用户数据、启动脚本等。

linux-4.14.21.tar.gz 仅提供了内核的源代码，需要经过编译、配置后，才能生成可运行的内核。

2、在内核文件编译前，设置make menuconfig 后出现的三种内核文件编译选择模式的解释：

make menuconfig 中这三种选择对应内核组件的不同编译和加载方式，核心逻辑就是“按需决定组件是否编译、以及如何集成到系统中”。

三种选择的具体含义：

选 M （Module，模块模式）

编译结果：生成独立的 .ko 模块文件（如 hello.ko ），不直接打包进内核镜像。加载时机：系统启动后，通过 insmod / modprobe 手动加载，不需要时用 rmmod 卸载，实现“动态按需加载”。适用场景：硬件驱动（如USB、网卡驱动）、测试组件等，避免内核镜像过大。

选 * （Built-in，内置模式）

编译结果：组件代码直接编译进内核镜像（如 vmlinuz ），成为内核的一部分。加载时机：系统启动时随内核一起加载，无需手动操作，重启后仍生效。适用场景：内核核心功能（如进程管理、内存管理）、必须随系统启动的组件（如根文件系统驱动）。

什么都不选（空，Disable，禁用模式）

编译结果：组件代码完全不参与编译，既不会生成 .ko 文件，也不会进入内核镜像。适用场景：确定不需要的功能（如特定架构的驱动、冷门文件系统），减少编译时间和内核/模块体积。

具体问题解决：

案例1、在内核中构建测试系统模块

如果遇到 linux 虚拟机内存不够，可以通过 https://www.cnblogs.com/yongdaimi/p/9050155.html 指导方案扩容；

1.1、基础处理

在tar -zxvf linux-4.14.21.tar.gz 的解压文件中新建 hello 模块将系统文件（.tar.gz）拷入虚拟机的linux中桌面路径当中；用tar -zxvf linux-4.14.21.tar.gz解压；

1.2、创建hello内核模块

在linux-4.14.12/drivers/下新建目录hello；在hello/下新建hello.c、Makefile、Kconfig三个文件，内容按照文档内容复制；


#include <linux/module.h> //所有模块都需要的头文件
#include <linux/init.h>   // init&exit相关宏
#include <linux/kernel.h>
 
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("baoli");
MODULE_DESCRIPTION("hello world module");
 
static int __init hello_init(void)
{
      printk("hello world.
");
      return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
      printk("hello exit!
");
}
 
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

makefile中的内容：


obj-$(CONFIG_HELLO) += hello.o

Kconfig中的内容：


menu "HELLO TEST Driver "
comment "HELLO TEST Driver Config"
 
config HELLO
	tristate "hello module test"
	default m
	help
	This is the hello test driver --by Spark.Hao. 
endmenu

修改上一级目录的Kconfig和Makefile；
进入linux-4.14-12/drivers/编辑Makefile，在后面添加一行：obj-$(CONFIG_HELLO) += hello/编辑Kconfig，在后面添加一行：source “drivers/hello/Kconfig”

1.3、编译hello内核模块

切到linux-4.14.12/目录（源码根目录），执行make menuconfig，如果报错未下载的话执行sudo apt-get install ncurses-dev，目的是打开make menuconfig图形化界面；

在make menuconfig中配置hello为【M】模式；【可以选择，分别为编译成内核模块、编译进内核、不编译】

编译 hello 模块，linux-4.14.12/目录（源码根目录）执行make modules，在drivers的hello文件下生成hello.ko【执行时间长，会把所有M模块都编译一次】

将hello.ko移动到板载根文件目录的中【~/nfs/rootfs/test1】

用secureCRT连接板子，待板子启动linux程序后，可以切换到对应路径下，执行hello.ko【insmod hello.ko】

sudo insmod hello.ko 会将模块加载到内核，此时模块成为内核的一部分，初始化函数（hello_init）被执行，模块信息会被记录在内核的模块管理列表中。

sudo rmmod hello 是手动卸载模块的标准命令，会触发退出函数（hello_exit），释放模块占用的资源，并从内核模块列表中移除。

重启后，所有动态加载的内核模块都会被清空，需要重新用 insmod 加载。

如果模块被其他模块依赖，rmmod 会拒绝卸载（需先卸载依赖它的模块）；但内核在某些极端情况下（如模块崩溃）可能强制移除模块（非常见情况）。日常使用中，insmod 是加载模块的主要方式，rmmod 是手动卸载的唯一常规方式，其他移除场景（如重启）属于系统级操作，而非主动卸载。

1.4、总结：

整个流程就是相当于体验了linux内核源码中如何创建内核模块，内核模块，相当于linux系统的动态文件，在linux运行需要时加载；在虚拟机的linux系统中没法用insmod hello.ko调用，因为这个内核模块是linux-4.14编译出来的，我的虚拟机当中的linux系统版本是5.15.0，所以需要在开发板上电后，在开发板上才能运行；

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THE END