【知识点详解】
在Linux系统中，内核模块（Kernel Module）是一种允许用户空间程序动态插入和移除内核功能的机制。通过编写内核模块，开发者可以扩展内核的功能，而无需重新编译整个内核。在本教程中，我们将学习如何编写、编译和加载一个简单的内核模块。
1. **模块基础**：
- 内核模块支持：为了使用模块，你的内核需要开启"Loadable module support"，并启用"Module unloading"。如果启用了"Module versioning support"，则需要处理版本兼容性问题。
- 模块编译选项：确保内核配置中包含了这些选项，如未设置，需重新编译内核并引导。
2. **编写模块**：
- 骨架代码：一个简单的内核模块通常包括`__init`和`__exit`宏标记的初始化和退出函数，以及`module_init`和`module_exit`宏来指定启动和关闭函数。在示例中，`mymodule_init`和`mymodule_exit`分别负责打印消息。
- 模块许可证：`MODULE_LICENSE`宏用于指定模块的许可证，这里是GPL。
3. **构建过程**：
- Makefile配置：在源代码目录下创建一个Makefile文件，添加`obj-m += mymodule.o`，告诉编译系统如何构建模块。
- 编译模块：使用`make`命令，指定内核源码顶层目录和当前目录，编译生成`.ko`模块文件。
- 加载和卸载模块：使用`insmod`加载模块，`rmmod`卸载模块。通过`dmesg`命令查看内核日志确认模块状态。
4. **模块与内核接口**：
- 访问限制：内核模块只能访问内核导出的接口，即通过`EXPORT_SYMBOL`宏标记的变量和函数。尝试直接访问未导出的变量（如`my_variable`）会导致加载失败。
- 符号解析：模块加载时，内核会检查所有外部引用，如果找不到对应的导出符号，加载就会失败。
- 解决问题：为使模块能访问`my_variable`，需要在内核源码中使用`EXPORT_SYMBOL(my_variable)`导出该变量。
5. **模块调试**：
- 错误处理：当模块加载失败时，系统会给出错误信息，如"Unknown symbol in module"，这有助于定位问题。
- 查看日志：`dmesg`命令用于查看内核日志，帮助跟踪模块的加载和卸载过程。
通过以上步骤，你将理解如何编写和管理基本的Linux内核模块。这只是一个起点，实际的内核模块可能会涉及到更复杂的操作，如设备驱动、内存管理、中断处理等。学习内核模块开发有助于深入理解Linux内核的工作原理，为更高级的系统编程和定制提供基础。
