前言

昨天我們了解了 Linux 的 Booting 流程，Kernel 如何從零開始啟動。
今天，我們要實際動手撰寫一個 Kernel Module（核心模組），看看怎麼在 Linux 核心裡新增程式碼，並觀察它的運作。

這也是學習 Kernel 開發的重要第一步

什麼是 Kernel Module？

Kernel Module 是一段可以在系統運行中動態載入或移除的程式碼，常用來：

• 增加功能（例如新增檔案系統、驅動程式）
• 測試或實驗（例如資安研究）

特點：

• 可以 動態載入 / 移除，不用重開機
• 運行在 Kernel Space，擁有完整硬體操作權限

常用指令：

• insmod <module.ko>：載入模組

• rmmod <module.ko>：移除模組

• lsmod：查看已載入模組

• dmesg：查看 Kernel 日誌

實作：Hello Kernel Module

hello.c:

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

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Kernel Module");

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

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

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

說明：

• hello_init()：模組載入時執行

• hello_exit()：模組移除時執行

• printk()：在 Kernel 日誌輸出訊息

建立 Makefile

makefile:

obj-m += hello.o

all:
	make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules

clean:
	make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

make

載入與測試

載入模組：

sudo insmod hello.ko

查看 Kernel 日誌：

dmesg | tail

移除模組:

sudo rmmod hello

延伸玩法

#include <linux/moduleparam.h>

static int myval = 42;
module_param(myval, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(myval, "An integer parameter");

載入時可傳值：

sudo insmod hello.ko myval=100

• 實作簡單字元裝置驅動

• 在 QEMU 測試不同 Kernel 版本下的模組行為

總結

今天我們學會了：

• Kernel Module 是什麼，為什麼要用

• 如何寫最簡單的 Hello World Kernel Module

• 如何編譯、載入、移除模組

• 觀察 Kernel 日誌，理解模組與 Kernel 的互動

下一步，可以進一步探索 System Call 或 Kernel Debug，將你的模組開發技能提升到更高階