1. 编写第一个内核模块

任务目标

编写一个最小化的Linux内核模块，实现模块加载时打印"Hello, World!"，卸载时打印"Goodbye, World!"，并完成编译、加载、验证与卸载的完整闭环。

环境与依赖

• Linux系统（本案例以Ubuntu/Debian为例），内核头文件包 linux-headers-$(uname -r)
• 构建工具：make、gcc
• root权限（用于加载/卸载模块）

关键完整代码

创建文件 hello.c：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

static int __init hello_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "Hello, World!\n");
    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "Goodbye, World!\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World kernel module");

创建同目录下的 Makefile：

obj-m := hello.o

KERNELDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build

all:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

clean:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean

编译与加载

1. 在源码目录执行 make，生成 hello.ko 文件。
2. 加载模块：sudo insmod hello.ko
3. 查看内核日志：dmesg | tail -5，应看到最后一条为 Hello, World!
4. 卸载模块：sudo rmmod hello
5. 再次查看日志：dmesg | tail -5，应看到最后一条为 Goodbye, World!

验证方法与判定标准

• 编译通过：make 无报错，生成 hello.ko 文件。
• 加载成功：insmod 无输出且无报错；lsmod | grep hello 能看到模块。
• 功能正确：dmesg 输出中包含 Hello, World!（加载后）和 Goodbye, World!（卸载后），且无错误堆栈。
• 清理：sudo rmmod hello 后 lsmod | grep hello 无输出，最后执行 make clean 清理编译产物。

常见问题

• 报错 "Cannot use CONFIG_MODULE_SIG"：若内核开启模块签名强制校验，需在BIOS中关闭Secure Boot，或使用 mokutil --disable-validation 后重启。
• dmesg 无输出：确认使用 sudo dmesg 查看；部分系统日志级别过滤，可尝试 sudo dmesg -c 清空后重新加载模块再查看。
• insmod 报错 "Operation not permitted"：确认当前内核版本与头文件版本一致，且使用root权限。