1. 什么是驱动模块？

官方定义： 可在运行时添加到内核中的代码被称为“模块”。

Linux设备驱动只有在Linux内核中才能工作，内核是驱动运行所依赖的环境（Linux内核中有驱动运行所需要的库等）。

所以驱动编译、运行有两种方式：

一种方式是直接将驱动代码放入内核中，作为内核的一部分进行编译，然后Linux内核启动的时候，驱动也即运行。

另一种方式是将驱动单独编译成一个模块，当Linux内核运行起来后，需要某个驱动的时候，再将对应的驱动模块添加到当前的Linux内核中，当不需要某个驱动的时候，可以从内核中将对应的驱动模块卸载掉。

2. 模块化编程有什么好处？

1）可以减小内核镜像的体积，因为模块本身不被编译到内核镜像里面。

2）可以在内核中添加或删除功能（模块化的形式）而不用重新编译内核（每一次从新编译内核很耗时）：

非模块化驱动编程过程： 编写驱动->编译内核（驱动放入内核代码中一起编译）->生成镜像烧写到硬件->如果驱动出现问题则从新回到第一步修改然后开始直到成功。

模块化驱动编程过程： 编写驱动->单独将驱动编译成一个模块->将模块下载到正在运行的硬件上并插入到内核中->如果有问题则回到步骤一从新开始，整个过程无需重新编译和烧写内核。

3. 写驱动模块和写普通的Linux应用程序有什么区别？

许多同学在刚开始写Linux驱动程序的时候不知道该怎么写，上来就是int main() {}，下面我就分析下我们要写的驱动模块和Linux应用程序的区别：

4. 如何写驱动模块？

模块的三要素：

1）版本声明

MODULE_LICENSE("GPL");

GPL：GNU通用公共许可证，如果不加版本声明，编译的时候会报错，关于这个声明的具体作用，可自行上网百度。

2）模块的加载函数也即模块的入口函数 – 相当于应用程序的main函数

模块的加载函数有两种写法，第一种写法，又叫缺省写法：

int init_module(void) {}

当加载这个模块的时候，会调用到这个模块的init_module函数执行。

缺点：当大家都采用这种写法时，内核中将会有太多的init_module, 使阅读时难以区分。

第二种写法，称为自定义写法，顾名思义，就是入口函数名字可以自己定义，我们大多也都采用这种写法，如 ：

static int hello_init(void) {}

但是加载的时候，系统如何知道你这个自定义的函数就是入口函数呢？所以需要声明这个自定义函数就是入库函数，如下：

module_init(hello_init);

3）模块的卸载函数也即模块的出口函数

这个函数通常要做的是释放入口函数里面申请的资源。同上，也有两种写法，第一种缺省写法：

void cleanup_module(void) {}

第二种自定义函数写法，也就是我们常用的写法：

static void hello_exit(void) {}；
module_exit(hello_exit);

用sourceinsight或者vim编辑一个最简单的模块hello.c：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
 
static int hello_init(void)
{
 printk("%s : %d\n", __func__, __LINE__);
 return 0;
}
 
static void hello_exit(void)
{
 printk("%s : %d\n", __func__, __LINE__);
} 
 
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

其中，包含的头文件是内核源码库里面的，这个在前面讲过。在模块的加载函数和卸载函数中我们加入了打印，通过打印我们能知道代码的执行过程。但是，注意这里用的打印是内核里面的printk，而不是用户空间的printf，printk时内核源码库提供的，这段代码最终也是运行在内核空间的。

如何编译这个模块：

因为有些同学想了解编译模块的Makefile具体是如何实现的，所以在这里我就给大家详解一下，如果不想了解，直接cp我的Makefile使用即可。

参考内核源码文档-> Documentation/kbuild/modules.txt，其中第二章，How to Build External Modules是我们要仔细阅读的：

To build external modules, you must have a prebuilt kernel available that contains the configuration and header files used in the build. Also, the kernel must have been built with modules enabled. If you are using a distribution kernel, there will be a package for the kernel you are running provided by your distribution.

大概意思就是说如果你想编译一个外部模块，那么你必须要有一个提前编译过的并且有效的内核，这个内核里面包括编译模块所需要的头文件等，并且这个内核中的module属性选项被enable（Make menuconfig可以配置的）。或者如果你用的是一个工作的内核，比如你在一个ubuntu系统（Linux内核+图形库等的组合）上面编译模块，那么这个系统会提供一些package，我们刚开始学习，不涉及具体的硬件，就先在一个Ubuntu的内核中编译运行我们的模块。

Makefile 语法：

Command SyntaxThe command to build an external module is:$ make -C <path_to_kernel_src> M=$PWD//-C <path_to_kernel_src>因为编译需要内核库，所以这个选择指定内核源码路径，编译的时候就知道去哪找那些依赖的库。//-M 指定你当前要编译的源码所在的路径
build against the running kernel use:$ make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=$PWD//这个就是我们说的，当我们要依靠一个正在运行的Ubuntu的内核进行编译和运行，那么这个kernel路径该如何选择呢？这就是ubuntu中内核库的绝对路径
Creating a Kbuild File for an External Moduleobj-m := <module_name>.o//obj-m指定你最终要生成的产物是module模块，<module_name>.o表示你要生成<module_name>这个模块需要依赖<module_name>.o, 中间的编译环节有内核的kbuild系统来完成的。

所以最终的Makefile写法如下（#为注释）：

保存为Makefile文件，最后将Makefile文件和hello.c放入同一个文件夹，然后执行make进行编译会生成最终的模块hello.ko。

下一篇描述如何在ubuntu上验证一个模块。