编译第一个LINUX驱动

已经有了字符驱动的源代码，并且准备在 PC 的 Ubuntu 22.04 上编译。下面详细说明除了指定 Linux 源代码路径外，还需要做哪些环境配置和注意事项，确保你能顺利编译出内核模块（驱动）。

1. 内核源码的选择与准备

• 推荐使用与你当前运行内核版本一致的内核源码或头文件，否则编译出的模块可能无法被当前内核加载。
• 无需下载完整内核源码，只要有对应内核的“内核头文件（kernel headers）”即可。

查看当前内核版本

uname -r

例如输出：5.15.0-60-generic

2. 安装内核头文件和编译工具

在 Ubuntu 上，直接安装内核头文件和构建工具即可：

sudo apt update
sudo apt install build-essential linux-headers-$(uname -r)

• build-essential 包含 gcc、make 等编译工具。
• linux-headers-$(uname -r) 安装与你当前内核版本匹配的头文件。

3. Makefile 的基本写法

假设你的驱动源文件叫 mychardev.c，Makefile 可以这样写：

obj-m += mychardev.o
all:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

• /lib/modules/$(uname -r)/build 是当前内核的头文件和Makefile所在目录，Ubuntu自动维护。
• obj-m 表示要编译成模块的对象文件。

4. 编译驱动模块

在驱动源代码目录下执行：

make

编译成功后会生成 mychardev.ko 文件，这就是你的内核模块。
编译输出：

[root@mypcie mytest]# ll
total 436
-rw-r--r-- 1 root root    160 Jul 22 20:40 Makefile
-rw-r--r-- 1 root root     28 Jul 22 20:47 modules.order
-rw-r--r-- 1 root root      0 Jul 22 20:47 Module.symvers
-rw-r--r-- 1 root root    280 Jul 22 20:47 mychardev.c
-rw-r--r-- 1 root root 210744 Jul 22 20:47 mychardev.ko
-rw-r--r-- 1 root root    826 Jul 22 20:47 mychardev.mod.c
-rw-r--r-- 1 root root 108984 Jul 22 20:47 mychardev.mod.o
-rw-r--r-- 1 root root 103200 Jul 22 20:47 mychardev.o

5. 加载和测试模块

• 加载模块：

  sudo insmod mychardev.ko
  

• 查看模块是否加载：

  lsmod | grep mychardev
  

• 查看内核日志（调试信息）：

  dmesg | tail -n 20
  

• 卸载模块：

  sudo rmmod mychardev
  

6. 常见问题与注意事项

• 内核版本要匹配：编译用的头文件必须和运行内核一致，否则模块可能无法加载。
• 不建议直接用官网主线源码，除非你自己编译并运行了该内核。一般用 /lib/modules/$(uname -r)/build 下的头文件。
• 如果要为其他内核版本编译，需要安装对应版本的 headers，并指定 -C 路径。
• 开发环境建议：用虚拟机或容器环境，便于测试和还原。

7. 总结流程

1. 安装内核头文件和编译工具
2. 编写 Makefile，指定头文件路径
3. make 编译
4. insmod 加载测试

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ARM-LINUX交叉编译

在 Linux 系统中，安装与当前运行内核版本匹配的开发包（通常是 linux-headers 或 kernel-devel）是编译内核模块（如驱动程序）的前提。以下是不同发行版的安装方法：

1. 确认当前内核版本

在安装之前，先确认系统正在使用的内核版本：

uname -r

输出示例：

5.15.0-78-generic

2. 根据发行版安装开发包

(1) Debian/Ubuntu 及其衍生版

• 开发包名称格式：linux-headers-$(uname -r)
• 安装命令：

  sudo apt update
  sudo apt install linux-headers-$(uname -r)
  

• 验证安装：
  检查头文件路径是否存在：

  ls /usr/src/linux-headers-$(uname -r)
  

(2) RHEL/CentOS/Fedora

• 开发包名称格式：kernel-devel-$(uname -r)

• 安装命令：

  # RHEL/CentOS 8+
  sudo dnf install kernel-devel-$(uname -r)
  
  # CentOS 7
  sudo yum install kernel-devel-$(uname -r)
  

• 验证安装：

  rpm -qa | grep kernel-devel
  ls /usr/src/kernels/$(uname -r)
  

(3) Arch Linux

• 开发包名称：linux-headers
• 安装命令：

  sudo pacman -S linux-headers
  

  （默认安装最新内核的头文件，需确保运行内核与 pacman 版本一致）

(4) openSUSE

• 开发包名称：kernel-devel
• 安装命令：

  sudo zypper install kernel-devel
  

3. 特殊情况处理

(1) 开发包版本与内核不匹配

• 原因：系统更新了内核但未重启，或仓库中缺少对应版本。

• 解决步骤：

  1. 检查可用开发包版本：

     # Ubuntu/Debian
     apt list linux-headers-*
     
     # RHEL/CentOS
     dnf list kernel-devel-*
     

  2. 安装匹配版本或重启系统以加载新内核：

     sudo reboot
     

(2) 自定义内核或第三方内核

• 若使用自定义编译的内核，需手动确保：
  • 内核源码路径与 lib/modules/$(uname -r)/build 符号链接指向正确位置。
  • 开发包需从源码编译安装：

    cd /path/to/kernel/source
    make headers_install
    

    make headers_install 是 Linux 内核构建系统（Kbuild）提供的一个命令，用于将内核头文件安装到指定目录，供用户空间程序或外部模块编译使用.其原理是从内核源码中提取用户空间API相关的头文件（如 linux/fs.h, linux/net.h），并将其安装到目标目录（默认 usr/include）

安装到自定义目录：

sudo make headers_install INSTALL_HDR_PATH=/opt/kernel-headers

清理已经安装的头文件：

make headers_install INSTALL_HDR_PATH=/path/to/target clean

4. 验证开发包安装成功

• 检查内核头文件路径是否存在：

  ls /lib/modules/$(uname -r)/build
  

  正常应包含 Makefile、include 等目录。

5. 常见问题

问题：无法找到对应版本的开发包

• 解决方案：
  • 更新软件源：

    sudo apt update        # Debian/Ubuntu
    sudo dnf makecache    # RHEL/CentOS
    

  • 启用官方或第三方仓库（如 elrepo 对 CentOS）。

问题：符号链接 /lib/modules/$(uname -r)/build 损坏

• 修复命令：

  sudo ln -sf /usr/src/linux-headers-$(uname -r) /lib/modules/$(uname -r)/build
  

总结

• 核心命令：根据发行版选择 apt/dnf/yum/pacman/zypper 安装 linux-headers 或 kernel-devel。
• 关键路径：
  • /lib/modules/$(uname -r)/build（编译模块时 KERNELDIR 的默认路径）。
  • /usr/src/linux-headers-$(uname -r)（头文件实际位置）。
• 强制建议：始终保持内核版本与开发包版本一致！