使用 insmod 或 modprobe 命令加载内核模块。

insmod 是最基础的模块加载命令，直接加载指定的 .ko 文件：

insmod /path/to/module.ko

常用参数：

• 无参数：直接加载模块
• 传递参数：insmod module.ko param1=value1 param2=value2

modprobe 比 insmod 更智能，会自动处理模块依赖关系：

modprobe module_name

常用选项：

• -r 或 --remove：卸载模块
• -f 或 --force：强制加载
• -v 或 --verbose：显示详细信息
• --show-depends：显示模块依赖

# 使用 insmod 加载模块
sudo insmod hello_world.ko

# 使用 modprobe 加载模块（需要模块已安装到 /lib/modules/$(uname -r)/）
sudo modprobe hello_world

# 加载模块并传递参数
sudo insmod hello_world.ko count=5 name="test"

使用 rmmod 或 modprobe -r 命令卸载内核模块。

rmmod 用于从内核中移除指定模块：

rmmod module_name

常用选项：

• -f 或 --force：强制卸载（可能不安全）
• -w 或 --wait：等待模块使用计数为 0 后再卸载
• -v 或 --verbose：显示详细信息

modprobe -r 会自动处理依赖关系，同时卸载依赖模块：

modprobe -r module_name

# 使用 rmmod 卸载模块
sudo rmmod hello_world

# 使用 modprobe 卸载模块
sudo modprobe -r hello_world

# 强制卸载（谨慎使用）
sudo rmmod -f hello_world

使用 lsmod、modinfo 等命令查看模块状态和详细信息。

lsmod 显示当前已加载的所有内核模块：

lsmod

输出格式说明：

• Module：模块名称
• Size：模块大小（字节）
• Used by：使用计数和依赖模块

modinfo 显示模块的详细信息：

# 使用模块名称（模块需已安装到 /lib/modules/$(uname -r)/ 目录）
modinfo module_name

# 或直接指定 .ko 文件路径（推荐用于本地开发的模块）
modinfo /path/to/module.ko

注意：modinfo 从 /lib/modules/$(uname -r)/ 目录查找 .ko 文件，与模块是否已加载无关。

• 对于系统已安装的模块（位于 /lib/modules/$(uname -r)/），可直接使用模块名
• 对于本地开发的模块（未安装到系统目录），必须指定 .ko 文件路径

# 本地开发的模块，必须使用 .ko 文件路径（即使模块已加载）
modinfo ./hello_world.ko

# 使用模块名查找（仅对已安装到系统目录的模块有效）
modinfo hello_world  # 模块未安装时报错：Module hello_world not found

常用选项：

• -F field：只显示指定字段（如 author、description、license 等）
• -n 或 --filename：显示模块文件路径
• -0：使用 NUL 字符分隔字段（便于脚本处理）

# 查看所有已加载模块
lsmod

# 过滤查看特定模块
lsmod | grep hello

# 查看模块详细信息
modinfo hello_world

# 只显示模块作者
modinfo -F author hello_world

# 只显示模块描述
modinfo -F description hello_world

# 查看 /sys/module 目录
ls /sys/module/
cat /sys/module/hello_world/parameters/*

模块加载/卸载时的 printk 输出可以通过 dmesg 查看：

# 查看最近的内核日志
dmesg | tail

# 实时查看内核日志
dmesg -w

# 过滤模块相关日志
dmesg | grep -i hello

modprobe 命令需要模块位于特定目录，并且要有对应的依赖文件才能正常工作。

modprobe 默认从以下目录查找模块：

/lib/modules/$(uname -r)/

目录结构说明：

• kernel/：内核自带的模块目录
• extra/：额外安装的模块目录
• modules.dep：模块依赖关系文件
• modules.dep.bin：模块依赖关系二进制文件
• modules.alias：模块别名文件
• modules.symbols：模块符号文件

将编译好的 .ko 文件安装到系统模块目录：

# 方法一：使用 make install（需要在 Makefile 中配置）
sudo make install

# 方法二：手动复制
sudo cp hello_world.ko /lib/modules/$(uname -r)/extra/

# 方法三：指定安装路径
sudo make INSTALL_MOD_PATH=/path/to/rootfs modules_install

安装新模块后，必须更新依赖文件：

# 生成模块依赖关系
sudo depmod -a

# 仅更新指定内核版本的依赖
sudo depmod -a $(uname -r)

depmod 命令会扫描 /lib/modules/$(uname -r)/ 目录下的所有模块，生成以下文件：

• modules.dep：模块依赖关系文本文件
• modules.dep.bin：模块依赖关系二进制文件（modprobe 实际使用）
• modules.alias：模块别名映射
• modules.symbols：模块符号信息

除了使用默认的 /lib/modules/$(uname -r)/ 目录外，还可以自定义模块搜索路径：

【方法一：创建自定义子目录】

# 在标准模块目录下创建自定义子目录
sudo mkdir -p /lib/modules/$(uname -r)/mydrivers/

# 复制模块到自定义目录
sudo cp hello_world.ko /lib/modules/$(uname -r)/mydrivers/

# 更新模块依赖（会自动扫描所有子目录）
sudo depmod -a

# 查看依赖是否生成成功
cat /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep | grep "module_name"

# 现在可以使用 modprobe 加载
sudo modprobe hello_world

注意：自定义目录后需要运行 depmod -a 更新依赖数据库，否则 modprobe 无法找到模块。modprobe 使用的是 模块名称，而不是文件名。不要添加 .ko 后缀：

# 正确 ✓
sudo modprobe hello_world

# 错误 ✗ - 会报错 "Module hello_world.ko not found"
sudo modprobe hello_world.ko

modules.dep 中记录的是文件路径（如 mydrivers/hello_world.ko:），但 modprobe 的参数是模块名称（不含 .ko 后缀）。

特性	insmod	modprobe
模块路径	需要指定完整路径	自动从 /lib/modules/ 查找
依赖处理	不处理依赖	自动加载依赖模块
配置文件	不支持	支持 /etc/modprobe.d/ 配置
使用前提	直接加载 .ko 文件	需要模块已安装并运行 depmod

使用场景建议：

• 开发调试阶段：使用 insmod 直接加载本地 .ko 文件，方便快速测试
• 生产环境部署：使用 modprobe，便于管理依赖和配置

本节介绍一个最简单的内核模块示例，包含源码文件和 Makefile。

创建 hello_world.c 文件：

#include <linux/init.h>   /* module_init module_exit */
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h> /* MODULE_LICENSE */

/** @fn static int __init hello_world_demo_init(void)
 *  @brief 模块入口函数，模块加载时调用
 *  @return 返回 0 表示成功，负值表示失败
 */
static int __init hello_world_demo_init(void) {
    printk("hello_world_demo module is running!\n");
    return 0;
}

/** @fn static void __exit hello_world_demo_exit(void)
 *  @brief 模块出口函数，模块卸载时调用
 *  @return 无返回值
 */
static void __exit hello_world_demo_exit(void) {
    printk("hello_world_demo will exit\n");
}

/* 将 __init 定义的函数指定为驱动的入口函数 */
module_init(hello_world_demo_init);

/* 将 __exit 定义的函数指定为驱动的出口函数 */
module_exit(hello_world_demo_exit);

/* 模块信息(通过 modinfo hello_world_demo 查看) */
MODULE_LICENSE("GPL");               /* 源码的许可证协议 */
MODULE_AUTHOR("sumu");               /* 字符串常量内容为模块作者说明 */
MODULE_DESCRIPTION("Description");   /* 字符串常量内容为模块功能说明 */
MODULE_ALIAS("module's other name"); /* 字符串常量内容为模块别名 */

关键点说明：

• module_init()：指定模块加载时执行的初始化函数
• module_exit()：指定模块卸载时执行的清理函数
• __init 宏：标记初始化函数，加载后内存可被释放
• __exit 宏：标记退出函数，仅在卸载时调用
• MODULE_LICENSE()：必须声明许可证，否则会警告
• printk()：内核打印函数，类似用户空间的 printf()

创建 Makefile 文件：

target := hello_world

# 模块名称
obj-m += $(target).o

# 内核源码路径
KERN_DIR := ../../../kernel-6.1

# 交叉编译工具链路径
CROSS_COMPILE := ../prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-

# 架构
ARCH := arm64

# 编译目标
all:
	$(MAKE) -C $(KERN_DIR) M=$(PWD) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) modules

# 清理目标
clean:
	$(MAKE) -C $(KERN_DIR) M=$(PWD) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) clean

Makefile 关键点说明：

• obj-m：指定要编译为内核模块的目标文件
• KERN_DIR：内核源码目录路径
• M=$(PWD)：告诉构建系统模块源码位置
• ARCH：目标平台架构（如 arm64、x86）
• CROSS_COMPILE：交叉编译工具链前缀

编译模块：

# 进入示例目录
cd 01_helloworld/001_template

# 编译模块
make

# 清理编译产物
make clean

测试模块：

# 加载模块
sudo insmod hello_world.ko

# 查看模块输出
dmesg | tail

# 查看模块信息
modinfo hello_world.ko

# 卸载模块
sudo rmmod hello_world

内核污染（Kernel Tainting）是指加载非 GPL 许可的模块或某些特殊模块时，内核会标记自身处于 "被污染" 状态。这表示内核运行了非官方支持的代码，可能导致系统行为不可预测。

【典型污染打印信息】

加载 out-of-tree（非内核源码树内）模块时，dmesg 会显示：

hello_world: loading out-of-tree module taints kernel.

这表示模块不在内核源码树中编译，属于外部模块。即使模块声明了 GPL 许可证，只要是 out-of-tree 模块，内核仍会被污染。这是内核的一种机制，用于标记“有外部代码在运行”。

MODULE_LICENSE 使用 MIT 的时候，加载驱动会有下面的打印：

hello_world: module license 'MIT' taints kernel.
Disabling lock debugging due to kernel taint

查看内核污染状态：

# 查看污染标志
cat /proc/sys/kernel/tainted

# 查看污染原因详情
dmesg | grep -i tainted

内核的污染标志是分类型的，通过不同比特位记录不同 "不纯洁" 的来源。/proc/sys/kernel/tainted 返回一个数值，每一位代表不同的污染原因。

【关键区别：O 和 P 是两个独立的标志】

与模块开发直接相关的有两个重要标志：

标志	宏定义	位	值	含义	触发条件
O	TAINT_OOT_MODULE	6	64	Out-of-tree 模块	模块不在当前运行内核的官方源码树中编译
P	TAINT_PROPRIETARY_MODULE	0	1	Proprietary 模块	模块声明的许可证不被内核认为是 GPL 兼容

【O 与 P 的关键区别】

• O 标志（Out-of-tree）：只要模块不在内核官方源码树中编译，加载时就会设置这一位。这是 loading out-of-tree module taints kernel. 的直接原因。它表明 "代码不在主线树中"，但并没有指控它 "闭源/专有"。
• P 标志（Proprietary）：当模块声明的许可证不被内核认为是 GPL 兼容时（例如 MODULE_LICENSE("Proprietary")），才会设置这一位。

【示例说明】

# GPL 许可证的 out-of-tree 模块
MODULE_LICENSE("GPL");
# 结果：只设置 O 标志（值为 64），不设置 P 标志
# 污染值：64

# Proprietary 许可证的模块
MODULE_LICENSE("Proprietary");
# 结果：同时设置 O 和 P 标志
# 污染值：65 (64 + 1)

# In-tree 的 GPL 模块
# 结果：不设置任何标志
# 污染值：0

【完整污染标志列表】

标志	位	值	含义
P	0	1	加载了非 GPL 许可的模块（Proprietary）
F	1	2	模块加载时未指定许可证
S	2	4	强制加载模块
R	3	8	内核 SMP 配置不匹配
M	4	16	模块被强制卸载
B	5	32	模块加载警告
O	6	64	加载了来自外部的模块（Out-of-tree）
I	7	128	加载了测试模块
E	8	256	发生了硬件问题
A	9	512	发生了 ACPI 表覆盖
W	10	1024	内核警告
C	11	2048	发生了 OOPS
D	12	4096	使用了危险的模块
N	13	8192	发生了硬件错误
U	14	16384	使用了过时的模块

【解读污染值】

# 查看当前污染值
cat /proc/sys/kernel/tainted

# 例如返回 64，表示仅加载了 out-of-tree 模块
# 例如返回 65，表示 out-of-tree + proprietary 模块
# 例如返回 4160，表示 4096 + 64，即危险模块 + out-of-tree

开发内核模块时，应遵循以下原则避免污染内核：

【正确声明许可证】

/* 必须声明 GPL 或兼容许可证 */
MODULE_LICENSE("GPL");        /* 推荐：纯 GPL 许可 */
MODULE_LICENSE("GPL v2");     /* GPL 第二版 */
MODULE_LICENSE("GPL and additional rights");  /* GPL 及附加权利 */
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");  /* BSD/GPL 双许可 */
MODULE_LICENSE("Dual MIT/GPL");  /* MIT/GPL 双许可 */
MODULE_LICENSE("Dual MPL/GPL");  /* MPL/GPL 双许可 */

以下许可证会导致内核污染：

/* 以下许可证会导致污染（不推荐） */
MODULE_LICENSE("Proprietary");  /* 专有许可证，会污染内核 */
MODULE_LICENSE("BSD");          /* 单独 BSD 许可，会污染内核 */
MODULE_LICENSE("MIT");          /* 单独 MIT 许可，会污染内核 */
MODULE_LICENSE("MPL");          /* 单独 MPL 许可，会污染内核 */

【避免强制加载/卸载】

# 避免使用强制加载
sudo insmod -f module.ko  # 不推荐

# 避免使用强制卸载
sudo rmmod -f module      # 不推荐

【Out-of-tree】

最好的办法就是架构驱动编译进内核。或者也可以欺骗内核，内核判断 intree 的依据是模块 ELF 中是否包含 intree = Y 这个 modinfo 字段。所以可以直接添加：

MODULE_INFO(intree, "Y"); 

内核污染后的影响：

• 内核开发者可能拒绝处理问题报告
• 某些内核调试功能可能受限
• 系统稳定性可能降低
• 无法获得官方内核社区支持

【开发建议】

• 开发阶段：使用 GPL 许可证声明，避免污染
• 测试阶段：如果出现污染，检查 MODULE_LICENSE() 声明
• 生产环境：确保所有模块使用 GPL 或兼容许可证

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