向Linux内核添加新功能的静态加载与动态加载

目录

向Linux内核添加新功能的静态加载与动态加载

开发环境：

一、静态加载法

1、新功能源码与Linux内核源码在同一个目录结构下

2、给新功能代码配置Kconfig

3、给新功能代码改写Makefile

4、使用make menuconfig 在配置界面里将新功能对应的那项选择成<*>

5、使用以下指令重新编译内核

6、使用以下命令将生成的uImage内核镜像文件拷贝到tftp的工作目录下

7、启动开发板观察串口终端中的打印信息即可

二、动态加载法

新功能源码与Linux内核源码在同一个目录结构下（大部分配置流程和静态加载时类似）

新功能源码与Linux内核源码不在同一目录结构下

---

向Linux内核添加新功能的静态加载与动态加载

开发环境：

Ubuntu18.04

在进行linux驱动开发时，当我们想要向linux内核添加一些新功能时，一般可以采用静态加载和动态加载的方法。以下简要介绍下这两种不同的加载方式及一般流程。

一、静态加载法

所谓静态加载法，即将新功能的源码与内核其它代码一起编译进uImage内核镜像文件内。

内核源码顶层目录：/home/ubuntu/linux-3.14
新功能源码文件名：myhello.c
新功能源码路径和linux内核字符设备驱动的路径：/home/ubuntu/linux-3.14/drivers/char/

1、新功能源码与Linux内核源码在同一个目录结构下

myhello.c文件内容如下:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
​
int __init myhello_init(void)
{
    printk("#####################################################\n");
    printk("#####################################################\n");
    printk("#####################################################\n");
    printk("#####################################################\n");
    printk("myhello is running\n");
    printk("#####################################################\n");
    printk("#####################################################\n");
    printk("#####################################################\n");
    printk("#####################################################\n");
    return 0;
}
​
void __exit myhello_exit(void)
{
    printk("myhello will exit\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(myhello_init);
module_exit(myhello_exit);

2、给新功能代码配置Kconfig

#进入myhello.c所在目录

cd  ~/linux-3.14/drivers/char

vim Kconfig

在配置文件中添加如下内容：

config MY_HELLO
    tristate "This is a hello test"
    help
        This is a test for kernel new function

3、给新功能代码改写Makefile

#进入myhello.c所在目录

cd  ~/linux-3.14/drivers/char

vim Makefile

#使用obj指定要编译的对应的.o文件（前面的源文件是.c文件，这里是.c文件所对应的.o文件）
obj-$(CONFIG_MY_HELLO)  += myhello.o

4、使用make menuconfig 在配置界面里将新功能对应的那项选择成<*>

cd  ~/linux-3.14
make menuconfig

注意：
如果使用make menuconfig时出错，一般是以下两个原因：
1. libncurses5-dev没有安装
可以使用以下命令进行安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install libncurses5-dev

2. 命令行界面太小（太矮或太窄或字体太大了）

首先、在界面下找到Device Drivers（设备驱动）。如下图所示：

然后、找到Character devices（字符设备驱动）。如下图所示：

接着、可以找到我们之前添加的源文件myhello.c的配置信息。在对应的配置项前面设置为<*>，如下图所示：

最后，使用左右键选择Exit一步一步的退出，出现如下界面时选择Yes保存配置即可。

5、使用以下指令重新编译内核

make uImage（这里需要提前配置好所使用的交叉编译器，编译出在ARM平台使用的内核镜像文件）

6、使用以下命令将生成的uImage内核镜像文件拷贝到tftp的工作目录下

使用以下命令将生成的uImage内核镜像文件拷贝到tftp的工作目录下，我这里是/tftpboot。

cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot

7、启动开发板观察串口终端中的打印信息即可

如下图所示，可以看到我们之前程序源码中的打印信息。这就说明我们向内核中新添加的功能正常运行了。

二、动态加载法

所谓动态加载法，即新功能源码与内核其它源码不一起编译，而是独立编译成内核的插件(被称为内核模块）文件.ko。

动态加载法又可以分为两种情况：
    1、新功能源码与Linux内核源码在同一个目录结构下。
    2、新功能源码与Linux内核源码不在同一个目录结构下。

新功能源码与Linux内核源码在同一个目录结构下（大部分配置流程和静态加载时类似）

1. 给新功能源码配置Kconfig
2. 给新功能代码改写Makefile，Makefile文件如下：
#======================================================================
ifeq ($(KERNELRELEASE),)
​
ifeq ($(ARCH),arm)
KERNELDIR ?= linux内核源码顶层目录的绝对路径
ROOTFS ?= 网络文件系统顶层目录的绝对路径
else
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
PWD := $(shell pwd)
​
modules:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
​
modules_install:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules INSTALL_MOD_PATH=$(ROOTFS) modules_install
​
clean:
    rm -rf  *.o  *.ko  .*.cmd  *.mod.*  modules.order  Module.symvers   .tmp_versions
​
else
​
obj-m += myhello.o
​
endif
​
#注意：
#Makefile里如果没有配置交叉编译工具链，可以在~/.bashrc中进行配置，或者使用export等命令临时配置。
#obj-m用来指定模块名，注意模块名加.o而不是.ko。
#一个目录下的Makefile可以编译多个模块：
#添加：obj-m += 下一个模块名.o
#======================================================================
3. 使用make menuconfig,在配置界面里将新功能对应的那项选择成<M>
4. 使用make uImage重新编译内核
5. 将生成的uImage内核镜像文件拷贝到tftp的工作目录下
    cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot
6. 使用make modules命令重新编译内核模块(注意此命令执行前，要保证开发板的内核源码已经被编译)
   make modules命令会在新功能源码的同级目录下生成相应的同名.ko文件

新功能源码与Linux内核源码不在同一目录结构下

内核源码顶层目录：/home/ubuntu/linux-3.14
新功能源码文件名：myhello.c
linux内核字符设备驱动的路径：/home/ubuntu/linux-3.14/drivers/char/
新功能源码路径：/home/ubuntu/mydrivercode

1. cd ~
2. mkdir mydrivercode
3. cd mydrivercode
4. cp  ~/linux-3.14/drivers/char/myhello.c  .   //拷贝之前的myhello测试程序源码
5. vim Makefile
6. make ARCH=arm  （生成的ko文件适用于linux开发板，注意此命令执行前，开发板的内核源码已被编译）
注意：
1、Makefile里如果没有配置交叉编译工具链，可以在~/.bashrc中进行配置，或者使用export等命令临时配置。
2、使用file命令可以查看编译出的ko文件适用于哪种平台，用法：
file  ko文件
输出结果带x86字样的适用于主机ubuntu，带ARM字样的适用于ARM linux开发板。

7、在ARM开发板下加载驱动模块
​
7.1首先将生成的.ko文件拷贝到网络文件系统nfs的工作目录下

cp xxx/xxx.ko  网络文件系统nfs的工作目录

7.2然后在开发板上使用mount命令挂载ubuntu主机上的网络文件系统
​
7.3接着使用mobaxterm等软件采用串口连接的方式连接开发板的串口，在其终端下输入：

insmod ./xxx.ko     #将内核模块插入正在执行的内核中运行 ----- 相当于安装插件
lsmod               #查看已被插入的内核模块有哪些
rmmod xxx           #将已被插入的内核模块从内核中移除 ----- 相当于卸载插件

内核随时打印信息，我们可以在串口终端界面看到打印信息。

完结。。。