内核模块基础：模块加载/卸载、模块参数、模块依赖与符号导出

大家好，欢迎来到第二章。今天我们来聊聊内核模块的基础操作。说实话，我刚入行那会儿，觉得写个"Hello World"模块能跑起来就挺了不起的。后来才发现，模块的加载卸载、参数传递、依赖管理这些基本功，才是真正决定你调试效率的关键。

你想想看，一个驱动写好了，怎么装进内核？怎么卸掉？怎么传参数？怎么让别的模块用你的函数？这些看似简单的问题，坑其实不少。我当年就在模块卸载顺序上栽过跟头——一个模块没等依赖它的模块先卸，直接rmmod，结果内核直接panic。嗯，从那以后我再也不敢乱来了。

2.1 模块的加载与卸载

先看最基础的操作。内核模块本质上是一个".ko"文件，通过insmod和rmmod来管理生命周期。

2.1.1 模块入口与出口

每个模块必须有两个宏：module_init()和module_exit()。前者指定加载时执行的函数，后者指定卸载时执行的函数。

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

static int __init my_driver_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "My driver loaded!\n");
    return 0;
}

static void __exit my_driver_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "My driver unloaded!\n");
}

module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple example module");

这里有个细节：__init和__exit这两个标记。加了__init的函数，在模块加载完成后，占用的内存会被释放。说白了就是"用完就扔"，省内存。我在项目中见过有人没加这个标记，结果模块占着几KB内存不放——虽然不多，但嵌入式设备上能省一点是一点。

2.1.2 加载与卸载命令

2.2 模块参数

模块参数是个好东西。它让你不用重新编译，就能在加载时调整驱动行为。比如调试开关、缓冲区大小、设备数量等。

2.2.1 声明参数

用module_param()宏来声明。支持的类型有：int、long、charp（字符串指针）、bool等。

static int debug_level = 0;
static char *device_name = "default_dev";
static int buffer_size = 1024;

module_param(debug_level, int, 0644);
module_param(device_name, charp, 0644);
module_param(buffer_size, int, 0644);

MODULE_PARM_DESC(debug_level, "Debug level: 0=off, 1=info, 2=verbose");
MODULE_PARM_DESC(device_name, "Device name string");
MODULE_PARM_DESC(buffer_size, "Buffer size in bytes");

第三个参数是文件权限，0644表示用户可读写，其他人只读。设为0表示不在sysfs中暴露。

2.2.2 加载时传参

# 命令行传参
insmod my_driver.ko debug_level=2 device_name="mydev" buffer_size=4096

# 或者用modprobe
modprobe my_driver debug_level=2 device_name="mydev"

2.3 模块依赖与符号导出

模块之间可以互相调用函数。比如一个I2C控制器驱动，可以被多个I2C设备驱动使用。这就需要符号导出。

2.3.1 导出符号

用EXPORT_SYMBOL()或EXPORT_SYMBOL_GPL()来导出函数或变量。区别在于：EXPORT_SYMBOL_GPL()只允许GPL许可的模块使用。

// 在模块A中
int my_i2c_read(struct i2c_client *client, u8 reg)
{
    // 实现I2C读取
    return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(my_i2c_read);

// 在模块B中，可以直接调用
int val = my_i2c_read(client, 0x10);

2.3.2 依赖关系

当模块B使用了模块A导出的符号，B就依赖于A。加载时必须先加载A，再加载B。卸载时顺序相反。

# 查看依赖
lsmod | grep my_driver

# 输出示例
my_driver_b  16384  0
my_driver_a  20480  1 my_driver_b

最后一列的数字表示被多少个模块使用。如果数字不为0，rmmod会失败。

2.4 知识结构图

下面这张图总结了本章的核心逻辑：模块从加载到卸载的完整生命周期，以及参数、依赖、符号导出的关系。

2.5 实战避坑指南

最后分享几个我踩过的坑：

• 符号冲突：两个模块导出同名符号，加载第二个时会失败。我建议给导出的函数加模块名前缀，比如my_i2c_read而不是i2c_read。
• 参数类型不匹配：传参时类型不对，内核不会报错，但值会乱掉。比如int类型传了字符串，结果就是0。加载后用cat /sys/module/模块名/parameters/参数名检查一下。
• 卸载时资源未释放：在module_exit()里忘了释放内存、注销设备、关闭文件等，会导致资源泄漏。我习惯在卸载函数里加打印，确认每一步都执行了。
• 依赖循环：模块A依赖B，B又依赖A，这种循环依赖内核无法处理。设计模块架构时就要避免。