第4章内核模块实验（iTOP-RK3568开发板驱动开发指南）

news2025/2/24 14:14:52

在上一章节我们编写了最简单的helloworld驱动程序。有了驱动程序以后，要如何编译并使用驱动呢。编译驱动有俩种方法，分别是将驱动编译成内核和将驱动编译成内核模块。我们先来学习如何将驱动编译成内核模块、

4.1 设置交叉编译器

1 下载网盘资料下的交叉编译器，网盘路径为：“XXX”，将下载的交叉编译器拷贝到Ubuntu的/usr/local目录下，如下图（图4-1）所示：

图 4-1

2 输入以下命令，解压交叉编译编译器压缩包，解压完毕会生成“gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu”文件夹，这是实验需要的交叉编译工具，如下图（图4-2）所示：

tar -vxf gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.gz

图 4-2

3 在终端输入“sudo vi /etc/profile”命令，在文件最后输入以下命令修改环境变量。

export PATH=$PATH:/usr/local/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin

图 4-3

4 保存退出，在终端输入“reboot”命令重新启动Ubuntu系统，使交叉编译环境生效。Ubuntu系统重新启动之后，登录到系统后，打开终端，输入命令“aarch64-linux-gnu-gcc -v”，如果终端有如下图（图4-4）所示的打印信息，说明交叉编译环境搭建成功。如果没有出现如下图（图4-4）的打印信息，需要检查上一步骤是否设置正确。

图 4-4

4.2 编写Makefile

编译驱动程序还需要使用Makefile文件。我们为helloworld.c编写一个简单的Makefile，Makefile文件和源文件helloworld.c位于同一级目录，代码如下（图4-5）所示：

export ARCH=arm64  
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-  
obj-m += helloworld.o    #helloworld.c对应.o文件的名称。名称要保持一致。
KDIR :=/home/topeet/Linux/linux_sdk/kernel    #内核源码所在虚拟机ubuntu的实际路径
PWD ?= $(shell pwd)
all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules    #make操作
clean:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean    #make clean操作

图 4-5

代码解释如下：

第1行设置ARCH变量为arm64
第2行设置交叉编译器前缀为aarch64-linux-gnu-
第3行obj-m += <文件>：将指定的文件（需要是以.o结尾）设为编译时以模块形式编译
第4行是设备树内核的源码路径，请大家根据实际内核路径进行修改。
第5行是获取当前目录的变量
第7行是编译make操作，会进入内核源码的路径，然后把当前路径下的代码编译成模块。
第9行是清除编译文件

编写完成如下图（图4-6）所示：

图 4-6

4.3 编译模块

有了Makefile以后，输入“make”命令就可以编译helloworld驱动模块，如下图（图4-7）所示：

图 4-7

编译完生成helloworld.ko目标文件就是我们需要的内核模块。内核模块是以ko为后缀名，如下图（图4-8）所示：

图 4-8

输入“make clean”命令清除编译文件，如下图（图4-9）所示：

图 4-9

4.4 模块加载与卸载

有了内核模块以后，我们要如何使用呢？编译驱动有俩种方式，那Linux驱动的运行方式也肯定有俩种。一种就是将驱动编译进内核，这样Linux系统启动后会自动运行程序。第二种就是将驱动编译成模块，在Linux系统启动以后使用“insmod”命令加载驱动模块。

在上个小节中编译了驱动模块helloworld.ko，在RK3568开发板上通过“insmod helloworld.ko”命令可以加载驱动，在加载驱动模块的时候会执行驱动入口的函数，也就是helloworld程序中的helloworld_init函数，所以可以看到打印出来的字符串信息“helloworld_init”。如下图（图4-10）所示：

图 4-10

如果要卸载helloworld内核模块，可以通过“rmmod helloworld”命令来卸载驱动模块，同理在卸载驱动模块的时候会执行驱动出口的函数，所以可以看到驱动出口函数打印出来的字符串信息“helloworld_exit”，如下图（图4-11）所示：

图 4-11

加载驱动模块也可以使用modprobe命令，它比insmod命令更强大，modprobe命令在加载驱动模块的时候，会同时加载该模块依赖的其他模块。比如helloworld.ko依赖before.ko，使用insmod加载的时候，就必须先加载before.ko，然后在加载helloworld.ko才可以加载成功从。但是使用modprobe加载的时候，他会自动分析模块的依赖关系，然后将所有的依赖的模块都加载到内核当中。比较“聪明”。

同样，在卸载驱动模块的时候，如果模块存在依赖关系，如果使用insmod命令，需要手动卸载依赖的内核模块，但是使用modprobe命令可以自动卸载驱动模块所依赖的其他模块。

所以，如果驱动模块是以“modprobe helloworld.ko”命令加载的，卸载的时候使用“modprobe -r helloworld.ko”命令卸载。

但是使用modprobe卸载存在一个问题，如果所依赖的模块被其他模块所使用，比如刚才例子中的before.ko还被其他的模块使用，这时候就不能使用modprobe卸载。所以还是推荐使用rmmod命令来卸载。