内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。

模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。

应用程序与内核模块的比较 为了加深对内核模块的了解，表一给出应用程序与内核模块程序的比较。 表一 应用程序与内核模块程序的比较

C语言应用程序 内核模块程序 使用函数 Libc库 内核函数 运行空间 用户空间 内核空间 运行权限 普通用户 超级用户 入口函数 main() module_init() 出口函数 exit() module_exit() 编译 Gcc –c Makefile 连接 Gcc insmod 运行 直接运行 insmod 调试 Gdb kdbug, kdb,kgdb等

从表一我们可以看出，内核模块程序不能调用libc库中的函数，它运行在内核空间，且只有超级用户可以对其运行。另外，模块程序必须通过module_init()和module-exit()函数来告诉内核“我来了”和“我走了”。

模块和内核都在内核空间运行，模块编程在一定意义上说就是内核编程。因为内核版本的每次变化，其中的某些函数名也会相应地发生变化，因此模块编程与内核版本密切相关。以下例子针对Ubuntu 9.10 内核2.6.31-14-generic

hello.c

说明

所有模块都要使用头文件module.h，此文件必须包含进来。 头文件kernel.h包含了常用的内核函数。 头文件init.h包含了宏_init和_exit，它们允许释放内核占用的内存。 lkp_init是模块的初始化函数，它必需包含诸如要编译的代码、初始化数据结构等内容。 使用了printk()函数，该函数是由内核定义的，功能与C库中的printf()类似，它把要打印的信息输出到终端或系统日志。 lkp_cleanup是模块的退出和清理函数。此处可以做所有终止该驱动程序时相关的清理工作。 module_init()和cleanup_exit()是模块编程中最基本也是必须的两个函数。 module_init()是驱动程序初始化的入口点。而cleanup_exit()注销由模块提供的所有功能。

(注意makefile里面要求的tab）

KERNELBUILD :=/lib/modules/$(shell uname -r)/build是编译内核模块需要的Makefile的路径，Ubuntu下是

/lib/modules/2.6.31-14-generic/build

make -C $(KERNELBUILD) M=$(shell pwd) modules 编译内核模块。－C 将工作目录转到KERNELBUILD，调用该目录下的Makefile，并向这个Makefile传递参数M的值是$(shell pwd) modules。

这时，在hello.c 所在文件夹就会有 hello.ko ，这个就是我们需要的内核模块啦

清理编译垃圾，hello.ko 也会清理掉。

我们用dmesg 就可以看到 产生的内核信息啦，Hello world!

如果没有输出"hello from hello world"，因为如果你在字符终端而不是终端模拟器下运行的话，就会输出，因为在终端模拟器下时会把内核消息输出到日志文件/var/log/kern.log中。

再用dmesg 可以看到 Bye world!

modutils是管理内核模块的一个软件包。可以在任何获得内核源代码的地方获取Modutils(modutils- x.y.z.tar.gz)源代码，然后选择最高级别的patch.x.y.z等于或小于当前的内核版本，安装后在/sbin目录下就会有 insomod、rmmod、ksyms、lsmod、modprobe等实用程序。当然，通常我们在加载Linux内核时，modutils已经被载 入。

调用insmod程序把需要插入的模块以目标代码的形式插入到内核中。在插入的时候，insmod自动调用init_module()函数运行。注意，只有超级用户才能使用这个命令，其命令格式为：

调用rmmod程序将已经插入内核的模块从内核中移出，rmmod会自动运行cleanup_module()函数，其命令格式为： #rmmod [path] modulename.ko

调用lsmod程序将显示当前系统中正在使用的模块信息。实际上这个程序的功能就是读取/proc文件系统中的文件/proc/modules中的信息，其命令格式为： #lsmod

ksyms这个程序用来显示内核符号和模块符号表的信息。与lsmod相似，它的功能是读取/proc文件系统中的另一个文件/proc/kallsyms。