android如何以模塊的方式編譯內核驅動

# Android如何以模塊的方式編譯內核驅動

## 前言

在Android系統開發中，內核驅動模塊的開發與調試是一個重要環節。與直接將驅動編譯進內核不同，以模塊(.ko文件)的形式編譯驅動具有靈活性強、便于調試、無需重新燒錄整個系統等優勢。本文將詳細介紹在Android環境下如何以模塊化方式編譯內核驅動，涵蓋環境配置、Makefile編寫、模塊加載/卸載等全流程。

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## 一、環境準備

### 1.1 獲取Android內核源碼

模塊化編譯需要完整的內核源代碼，獲取方式通常有兩種：

```bash
# 方式1：通過AOSP倉庫獲?。ㄍ扑]）
repo init -u https://android.googlesource.com/kernel/manifest -b common-android13-5.15
repo sync

# 方式2：從芯片廠商獲取
# 如高通平臺會提供kernel-msm倉庫

1.2 配置交叉編譯工具鏈

Android內核需要使用特定工具鏈編譯，工具鏈路徑通常在AOSP預編譯目錄中：

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-android-
export PATH=$PATH:/path/to/aosp/prebuilts/clang/host/linux-x86/clang-r450784d/bin

1.3 內核配置確認

確保內核配置啟用了模塊化支持：

make menuconfig
# 檢查以下選項：
#   Enable loadable module support → Y
#   Module unloading → Y
#   Forced module unloading → Y（可選）

二、驅動模塊開發

2.1 標準驅動模塊結構示例

一個最簡單的字符設備驅動模塊包含以下文件：

drivers/mydriver/
├── Kconfig
├── Makefile
└── mydriver.c

2.2 關鍵代碼實現（mydriver.c）

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

#define DEVICE_NAME "mydrv"

static int major_num;

static int mydrv_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    printk(KERN_INFO "mydrv opened\n");
    return 0;
}

static struct file_operations fops = {
    .open = mydrv_open,
};

static int __init mydrv_init(void) {
    major_num = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &fops);
    printk(KERN_INFO "mydrv module loaded, major=%d\n", major_num);
    return 0;
}

static void __exit mydrv_exit(void) {
    unregister_chrdev(major_num, DEVICE_NAME);
    printk(KERN_INFO "mydrv module unloaded\n");
}

module_init(mydrv_init);
module_exit(mydrv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2.3 Makefile編寫

模塊編譯需要特殊的Makefile語法：

# drivers/mydriver/Makefile
obj-$(CONFIG_MY_DRIVER) += mydriver.o

# 或直接編譯為模塊（無需內核配置）
obj-m += mydriver.o

# 多文件模塊示例
# obj-m += complexdrv.o
# complexdrv-objs := file1.o file2.o

2.4 Kconfig配置（可選）

如需通過menuconfig配置模塊：

# drivers/mydriver/Kconfig
config MY_DRIVER
    tristate "My Test Driver"
    default n
    help
      This is a sample kernel driver.

三、編譯流程

3.1 單模塊編譯方式

# 在kernel根目錄執行
make -C $(pwd) M=drivers/mydriver modules

# 輸出結果：
#   drivers/mydriver/mydriver.ko

3.2 集成到系統編譯

1. 將模塊目錄放入drivers/下
2. 在drivers/Kconfig中添加：

   
   source "drivers/mydriver/Kconfig"
   

3. 在drivers/Makefile中添加：

   
   obj-$(CONFIG_MY_DRIVER) += mydriver/
   

3.3 編譯產物處理

生成的.ko文件需要打包到系統鏡像中：

# 在設備mk文件中添加
PRODUCT_PACKAGES += mydriver.ko

# 或手動推送到vendor分區
TARGET_OUT_VENDOR_MODULES := $(TARGET_OUT_VENDOR)/lib/modules
LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_VENDOR_MODULES)

四、模塊部署與測試

4.1 手動加載模塊

adb push mydriver.ko /data/local/tmp
adb shell
su
insmod /data/local/tmp/mydriver.ko

# 檢查加載情況
lsmod | grep mydrv
dmesg | grep mydrv

# 卸載模塊
rmmod mydrv

4.2 開機自動加載

1. 將.ko文件放入/vendor/lib/modules/
2. 創建/vendor/etc/modules-load.d/mydrv.conf：

   
   mydrv
   

3. 確保init腳本有執行權限

4.3 模塊依賴處理

如果模塊依賴其他符號：

# 查看模塊依賴
modinfo mydriver.ko

# 加載依賴模塊
modprobe dependency_module

五、調試技巧

5.1 打印調試信息

printk(KERN_DEBUG "Debug message: val=%d\n", var);

通過dmesg或cat /proc/kmsg查看輸出

5.2 GDB調試

# 在編譯時保留調試符號
make CONFIG_DEBUG_INFO=y

# 使用gdb加載vmlinux
aarch64-linux-android-gdb vmlinux

5.3 動態調試

echo -n 'file mydriver.c +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control

六、常見問題解決

6.1 版本不匹配錯誤

insmod: ERROR: could not insert module: Invalid module format

解決方法： 1. 使用modinfo檢查vermagic 2. 確保使用相同配置重新編譯內核

6.2 符號未找到錯誤

Unknown symbol in module

解決方法： 1. 使用EXPORT_SYMBOL()導出所需符號 2. 確保依賴模塊先加載

6.3 SELinux權限問題

avc: denied { module_load } 

解決方法： 1. 添加SELinux策略：

   allow kernel system_file:file { execute_no_trans };

1. 或臨時關閉SELinux：

   
   setenforce 0
   

七、進階主題

7.1 設備樹(Device Tree)支持

// kernel/arch/arm64/boot/dts/vendor/mydevice.dtsi
mydrv@0 {
    compatible = "vendor,mydrv";
    reg = <0x0 0x1000>;
    status = "okay";
};

驅動中通過of_match_table匹配：

static const struct of_device_id mydrv_of_match[] = {
    { .compatible = "vendor,mydrv" },
    {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mydrv_of_match);

7.2 熱插拔支持

實現uevent回調：

static int mydrv_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env) {
    add_uevent_var(env, "MODALIAS=mydrv:v1");
    return 0;
}

結語

通過模塊化方式編譯Android內核驅動，開發者可以顯著提高開發效率。本文涵蓋了從環境搭建到實際部署的全流程，重點介紹了模塊化編譯的特殊配置要求。在實際項目中，建議結合kbuild系統實現更復雜的模塊管理，同時注意內核版本兼容性和系統安全策略的限制。

注意：不同Android版本和芯片平臺的具體實現可能有所差異，建議參考對應平臺的kernel/Documentation/kbuild/modules.txt文檔。 “`

（全文約2750字，實際字數可能因代碼塊和格式略有差異）