【Linux】Linux 内核 ko 编译运行

啥事 ko？

ko（Kernel Object）是Linux内核中的可加载模块，它可以动态地向内核添加功能。在运行时，可以通过加载或卸载ko模块来扩展或减少内核功能。

我们可以通过编写内核模块扩展内核功能，添加新的驱动程序或文件系统，或者修改内核的行为，而不需要重新编译整个内核。

基本步骤

编写模块代码：包括初始化 和清除函数，以及其他需要的函数。
编写Makefile文件：定义编译模块的规则，指定编译器和编译选项等。
编译模块：使用make命令编译模块，生成ko文件。
查看模块信息：使用modinfo命令查看模块的信息，包括作者、版本、描述等。
加载模块：使用insmod命令加载模块。
卸载模块：使用rmmod命令卸载模块。

示例代码

1、demo.c

KLOGS_ERR 封装了一次 printk() 函数。
KERN_ERR 应该是内核的一种输出类型，类似的还有 KERN_INFO、KERN_DEBUG。
int __init hello_init(void) 是初始化函数
void __exit hello_exit(void) 是清理函数

为什么不用 C 的库函数输出？

因为 ko 就是跑在内核里边的，没有标准的C库函数。（我猜的）

c 复制代码

#include <linux/init.h>  //头文件信息
#include <linux/module.h>

#define KLOGS_ERR(fmt, args...) do { \
	struct timespec64 ts; \
	struct tm tm; \
	ktime_get_real_ts64(&ts); \
	time64_to_tm(ts.tv_sec, 0, &tm); \
	printk(KERN_ERR "[%04ld-%02d-%02d %02d:%02d:%02d][timer_demo]:" fmt "\n", \
		tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday, \
		tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec, ##args); \
} while(0)


static int __init hello_init(void)  //初始化函数
{
    KLOGS_ERR("Hello World!");
    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)	//清理函数
{
    KLOGS_ERR("Good Bye World!");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL"); //表明该模块的源代码使用 GPL 许可证，可以在 GPL 许可证下被复制、修改和重新发布。如果模块没有正确声明许可证，那么它将被认为是专有软件，从而可能违反 GPL 许可证的条款。
MODULE_AUTHOR("wyt"); //作者信息
MODULE_DESCRIPTION("How to write a ko demo."); //内核模块描述

2、Makefile

在 Makefile 中赋值，尽量使用:=或者+=，因为=会将Makefile展开，获取到的值是最后计算完成的值。

M=：指定模块所需源码的所在目录。
-C：将工作目录，转移至指定目录。（一般转移至当前系统正在运行的内核的源代码目录）
modules：不懂，但是写内核模块就要加这个属性。

注意：make 命令之前不能有空格，一定要用 tab。

makefile 复制代码

obj-m := demo.o #内核模块名字，即生成demo.ko。demo是模块名，也是.c的文件名

KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build  #指向当前系统正在运行的内核的源代码目录

PWD := $(shell pwd) #当前路径

all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

编译KO，并查看模块信息

bash 复制代码

[root@w ko_demo]# make
make -C /lib/modules/5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64/build   M=/ko_demo  modules
make[1]: Entering directory '/usr/src/kernels/5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64'
  CC [M]  /ko_demo/demo.o
  MODPOST /ko_demo/Module.symvers
  CC [M]  /ko_demo/demo.mod.o
  LD [M]  /ko_demo/demo.ko
make[1]: Leaving directory '/usr/src/kernels/5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64'

BASH 复制代码

[root@w ko_demo]# modinfo demo.ko
filename:       /ko_demo/demo.ko
description:    How to write a ko demo.
author:         w
license:        GPL
srcversion:     DF352F197303CAAD611B0F1
depends:        
retpoline:      Y
name:           demo
vermagic:       5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64 SMP mod_unload modversions

运行KO

首先将 ko 文件传输到本地，然后传输至目标机。

确认当前编译环境内核版本，发现与ko版本一致，则可直接在目标机上运行ko文件。

bash 复制代码

[root@localhost w]# uname -r
5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64

修改 ko 文件的读写权限。

bash 复制代码

[root@localhost w]# chmod 777 demo.ko
[root@localhost w]# ll
-rwxrwxrwx. 1 root root     64408 Aug 23 17:53 demo.ko

新建窗口使用dmesg打开内核日志。

bash 复制代码

[root@localhost w]# dmesg -Hw

-H：把时间戳修改为人能看懂的年月日
-w：持续跟踪新的内核消息，直到退出

插入模块。

bash 复制代码

insmod demo.ko

拔出模块。

bash 复制代码

rmmod demo.ko

通过下图可以看到，内核消息同步输出了 Error 类型的日志。