3. Linux 内核模块开发：模块结构、加载与卸载、模块参数、模块依赖

内核模块开发，说白了就是给 Linux 内核打补丁——不用重新编译整个内核，就能动态加功能。我刚开始接触时也觉得挺玄乎，后来发现其实套路很固定。今天咱们就把模块的结构、加载卸载、参数传递和依赖关系，一个一个说清楚。

3.1 模块的基本结构

每个内核模块都有两个关键函数：module_init() 和 module_exit()。前者在模块加载时执行，后者在卸载时执行。嗯，这里要注意——这两个函数的名字可以随便起，但必须用宏注册一下。

我习惯把入口函数叫 hello_init，出口叫 hello_exit，简单明了。来看一个最简模块：

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

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

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

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

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

这段代码里，__init 和 __exit 是内核的标记宏。加了 __init 的函数，加载完后内核会把它的内存释放掉——省空间。我在项目中遇到过有人忘了加 __init，结果模块占着内存不撒手，被同事吐槽了好久。

3.2 模块的加载与卸载

加载模块用 insmod，卸载用 rmmod。这两个命令背后调用了 init_module() 和 delete_module() 系统调用。你想想看，内核其实就是在执行你写的入口和出口函数。

常用操作：

• insmod hello.ko — 加载模块
• rmmod hello — 卸载模块（不用加 .ko）
• lsmod — 查看已加载的模块列表
• modinfo hello.ko — 查看模块信息（作者、描述、参数等）

我曾经在调试一个网卡驱动时，反复加载卸载模块上百次。有一次 rmmod 报错说模块正忙，查了半天发现是另一个驱动引用了它。这就引出了模块依赖的问题，咱们后面细说。

3.3 模块参数

模块参数允许你在加载时传递配置值，不用改代码重新编译。用 module_param() 宏声明即可。

举个例子：

static int count = 1;
static char *name = "default";

module_param(count, int, 0644);
module_param(name, charp, 0644);

MODULE_PARM_DESC(count, "Number of times to print");
MODULE_PARM_DESC(name, "Name to print");

加载时这样传参：

insmod hello.ko count=5 name="mydev"

参数类型支持 int、long、charp（字符串指针）、bool 等。第三个参数是文件权限——如果设为非零值，会在 /sys/module/<模块名>/parameters/ 下创建对应的 sysfs 文件，运行时也能改。

我个人习惯把关键配置都做成模块参数，这样调试时不用反复编译。比如之前做 I2C 驱动，把设备地址和总线号都设成参数，换硬件平台时只需改启动脚本，不用动代码。

参数类型	宏	说明
int	module_param(name, int, perm)	整型参数
charp	module_param(name, charp, perm)	字符串指针
bool	module_param(name, bool, perm)	布尔值（y/n）
数组	module_param_array(name, type, num, perm)	数组参数

3.4 模块依赖

模块之间可以互相调用。比如模块 A 导出一个函数，模块 B 调用它。这就形成了依赖关系——加载 B 之前必须先加载 A。

导出符号用 EXPORT_SYMBOL()：

// 模块 A
int my_add(int a, int b)
{
    return a + b;
}
EXPORT_SYMBOL(my_add);

// 模块 B
extern int my_add(int a, int b);

static int __init b_init(void)
{
    printk("3 + 5 = %d\n", my_add(3, 5));
    return 0;
}

用 lsmod 查看时，会显示模块的依赖链：

Module                  Used By
module_b                0
module_a                1 module_b

这里 Used By 列显示 module_a 被 module_b 使用。卸载时必须先卸 module_b，再卸 module_a。否则内核会报错。

我曾经在调试一个音频驱动时，依赖链搞错了顺序，结果系统启动时模块加载失败，声卡不工作。后来用 modprobe 代替 insmod 解决了——modprobe 会自动处理依赖，先加载被依赖的模块。

3.5 知识体系总览

下面这张图把本章的核心知识点串起来了。你可以看到模块从编写、编译到加载、卸载的完整流程，以及参数和依赖在其中的位置。

3.6 避坑指南

做内核模块开发，有几个坑我踩过，分享给你：

• 忘记加 MODULE_LICENSE：内核会报 "kernel tainted" 警告。虽然能加载，但很多内核功能会受限。我建议一律写 "GPL"。
• 出口函数不释放资源：加载时申请了内存、注册了设备，卸载时一定要释放。否则内存泄漏，系统越跑越慢。
• 参数类型不匹配：传字符串时用 charp，传数字用 int。类型错了模块加载直接失败。
• 依赖顺序搞反：用 modprobe 代替 insmod，它能自动解析依赖关系。