3、第一个字符设备驱动：模块加载与卸载、module_init/module_exit宏、LICENSE与作者信息
好，咱们正式开始写第一个字符设备驱动。
说实话，很多初学者一上来就被各种复杂的设备模型吓住了。其实没必要。字符设备驱动最核心的东西，说白了就三块：模块怎么加载、怎么卸载，以及怎么告诉内核你是谁、你写的代码是什么协议。今天我们就先把这三件事搞定。
3.1 驱动模块的“生”与“死”
一个驱动，本质上是一个内核模块。它不是一个普通的应用程序，不能双击运行。它需要被内核“请”进来，用完了再“送”出去。这个“请”和“送”的过程，就是模块的加载与卸载。
我在项目中遇到过好几次这样的情况：驱动加载成功了，但卸载时系统直接崩溃。嗯，这通常是因为卸载函数里没把资源清理干净。所以，从一开始就要养成好习惯——加载和卸载函数必须成对出现。
来看一个最简单的例子：
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
static int __init my_driver_init(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello, my first driver loaded!\n");
return 0;
}
static void __exit my_driver_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "Goodbye, driver unloaded!\n");
}
module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);这段代码，就是驱动模块的骨架。你想想看，它其实就两个函数：一个初始化，一个退出。内核在加载模块时会调用 my_driver_init，卸载时调用 my_driver_exit。
关键点：
__init和__exit是内核的宏，用来标记函数。加了__init的函数，在模块加载完成后，内核会把它占用的内存释放掉。说白了就是“用完就扔”，省内存。module_init和module_exit是宏，它们告诉内核：“嘿，这个函数是入口，那个函数是出口。”printk是内核版的printf，输出到内核日志。你可以用dmesg命令查看。
3.2 module_init / module_exit 宏的真相
这两个宏，看起来简单，但背后有点门道。我建议你把它理解为“注册表”。
内核维护了一张全局的模块函数表。当你调用 module_init(my_driver_init) 时，内核就把 my_driver_init 这个函数指针，登记到了这张表的“加载”那一栏。卸载同理。
为什么会这样设计？因为内核不知道你的模块叫什么名字，它只能通过固定的宏来找到入口。你想想看，如果每个驱动都自己起个名字叫 start()，内核怎么知道该调用哪个？
个人习惯： 我一般把初始化函数命名为 xxx_init，卸载函数命名为 xxx_exit。这样一看就知道是哪个模块的。别偷懒用 init 和 exit，项目大了根本分不清。
3.3 LICENSE 与作者信息——别让你的驱动变成“黑户”
内核社区对许可证非常敏感。如果你不声明 LICENSE，内核会认为你的模块是“专有”的，从而拒绝调用某些 GPL 导出的符号。说白了，就是功能受限。
我曾经在一个商业项目里，因为忘记加 MODULE_LICENSE，结果内核打印了一堆警告，而且某些内核 API 根本不能用。排查了半天才发现是这个问题。嗯，从那以后我再也不敢忘了。
标准写法如下：
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name <your.email@example.com>");
MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver");
MODULE_VERSION("1.0");注意： MODULE_LICENSE 的字符串必须严格匹配内核定义的值。常见的有：
"GPL"—— 最常用，表示 GNU 通用公共许可证"GPL v2"—— GPL 第二版"Dual BSD/GPL"—— 双许可证"Proprietary"—— 专有许可证（不推荐，会污染内核）
如果你写错了字符串，内核会直接忽略，按专有处理。
3.4 完整示例：第一个可用的字符设备驱动
把上面几块拼起来，就是一个完整的驱动模块了。我建议你亲手敲一遍，别复制粘贴。
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
static int __init first_driver_init(void)
{
printk(KERN_INFO "First driver: module loaded successfully.\n");
return 0;
}
static void __exit first_driver_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "First driver: module unloaded.\n");
}
module_init(first_driver_init);
module_exit(first_driver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Zhang San <zhangsan@example.com>");
MODULE_DESCRIPTION("My first character device driver - demo only");
MODULE_VERSION("0.1");3.5 编译与测试
写完了怎么跑？你需要一个 Makefile。这里给一个最简版本：
obj-m := first_driver.o
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
all:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean然后执行：
make
sudo insmod first_driver.ko # 加载模块
sudo rmmod first_driver # 卸载模块
dmesg | tail -10 # 查看内核日志你会看到类似这样的输出：
[ 1234.5678] First driver: module loaded successfully.
[ 1235.1234] First driver: module unloaded.避坑指南： 我曾经在 insmod 时遇到 Operation not permitted，那是因为没加 sudo。还有一次遇到 Unknown symbol，检查后发现是 MODULE_LICENSE 写成了 "GPL v2" 但内核版本只认 "GPL"。细节决定成败。
3.6 知识体系图
下面这张图，把本章的核心逻辑串起来了。你可以把它当作一个“思维导图”来看。
这张图里，三个分支分别对应了模块的“生”、“死”和“身份”。加载和卸载是成对出现的，元信息则是给内核和开发者看的“名片”。
3.7 小结
今天的内容，说白了就是三件事：
- 加载与卸载：用
module_init和module_exit注册入口和出口函数。 - LICENSE：必须声明，否则内核不给你好脸色看。
- 作者信息：方便别人找到你，也方便你自己以后维护。
嗯，这些就是字符设备驱动的“地基”。地基打牢了，后面盖楼才稳。下一章我们会在这个基础上，加上真正的设备操作——open、read、write 这些。但今天，先把模块跑起来再说。
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