一、准备工作

内核驱动程序的编译依赖于对应体系（arm/x86）的内核模块（对应工具链（gcc）编译过的（make modules）的内核源码），因此开始编写驱动程序之前，需要做一些工作以具备驱动程序编译条件

1.1 开发环境

参考上一篇“树莓派添加驱动程序（一）”

搭建主机(win7+vmware+raspbian buster) + 目标机(树莓派4b + raspbian buster)
在主机上添加“交叉编译工具链”
下载对应版本的内核源代码 “linux-rpi-4.19.y.zip”

1.2 编译目标体系内核源代码

解压并编译为x86版本 linux-rpi-4.19.y-x86
1. make x86_64_defconfig
2. make modules （或者 make bzImage modules dtbs但是编译时间特别长，编译驱动只需要make modules就够了）
编译为arm版本 linux-rpi-4.19.y-arm
1. make bcm2709_defconfig
2. make zImage modules dtbs

二、编写第一个驱动程序hello

hello.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
static int __init hello_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT"Hello ccsens!\n");
    return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT"Goodbye ccsens\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("zhangsan");

2.1 使用主机自身源码进行编译

KERNELDIR := /lib/modules/uname -r/build 使用主机自身模块

ifeq ($(KERNELRELEASE),)
    KERNELDIR := /lib/modules/`uname -r`/build
    PWD := $(shell pwd)
        ARCH = x86
        CROSS_COMPILE =
modules:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)
modules_install:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)
clean:
        rm -rf *.o *~core.depend .*.cmd *.mod.c *.tmp_version *.order *.symvers
else
    obj-m := hello.o
endif

查看编译生成的模块信息

查看dmesg输出

2.2 编译为x86版本(使用下载的内核源码)

修改x86版本的内核源码 KERNELDIR := /home/pi/linux-rpi-4.19.y-x86

ifeq ($(KERNELRELEASE),)
    KERNELDIR := /home/pi/linux-rpi-4.19.y-x86
    PWD := $(shell pwd)
        ARCH = x86
        CROSS_COMPILE =
modules:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)
modules_install:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)
clean:
        rm -rf *.o *~core.depend .*.cmd *.mod.c *.tmp_version *.order *.symvers
else
    obj-m := hello.o
endif

2.3 编译为arm版本（使用下载的内核源码）

选择arm版本的内核源码

ifeq ($(KERNELRELEASE),)
    KERNELDIR := /home/pi/linux-rpi-4.19.y-arm
    PWD := $(shell pwd)
        ARCH = arm
        CROSS_COMPILE = arm-linux-gnueabihf-
modules:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)
modules_install:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)
clean:
        rm -rf *.o *~core.depend .*.cmd *.mod.c *.tmp_version *.order *.symvers
else
    obj-m := hello.o
endif

三、遇到问题

3.1 Invalid Module Format

insmod: ERROR: could not insert module hello.ko: Invalid module format

dmesg查看内核输出

hello: version magic ‘4.19.97 SMP mod_unload ‘ should be ‘4.19.0-6-amd64 SMP mod_unload modversions ‘

发现是内核源码version不匹配，但是大版本是匹配的（4.19.x），由于是从github/raspberrypi官方仓库拉取的内核源码，可能是树莓派官网（https://www.raspberrypi.org）提供的下载镜像（raspbian buster）并没有和github上源码保持同步。

解决思路：

大版本一致所以不会有太大差异导致内核模块无法执行
修改源码版本号与目标系统保持一致

四、vermagic的组成

4.1 vermagic定义相关文件

在$KERNEL_SRC_DIR/include/linux/vermagic中定义了vermagic的组成

/* Simply sanity version stamp for modules. */
#ifdef CONFIG_SMP
#define MODULE_VERMAGIC_SMP "SMP "
#else
#define MODULE_VERMAGIC_SMP ""
#endif
#ifdef CONFIG_PREEMPT
#define MODULE_VERMAGIC_PREEMPT "preempt "
#else
#define MODULE_VERMAGIC_PREEMPT ""
#endif
#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD
#define MODULE_VERMAGIC_MODULE_UNLOAD "mod_unload "
#else
#define MODULE_VERMAGIC_MODULE_UNLOAD ""
#endif
#ifdef CONFIG_MODVERSIONS
#define MODULE_VERMAGIC_MODVERSIONS "modversions "
#else
#define MODULE_VERMAGIC_MODVERSIONS ""
#endif
#ifndef MODULE_ARCH_VERMAGIC
#define MODULE_ARCH_VERMAGIC ""
#endif
#ifdef RANDSTRUCT_PLUGIN
#include <generated/randomize_layout_hash.h>
#define MODULE_RANDSTRUCT_PLUGIN "RANDSTRUCT_PLUGIN_" RANDSTRUCT_HASHED_SEED
#else
#define MODULE_RANDSTRUCT_PLUGIN
#endif

#define VERMAGIC_STRING                         \
    UTS_RELEASE " "                         \
    MODULE_VERMAGIC_SMP MODULE_VERMAGIC_PREEMPT             \
    MODULE_VERMAGIC_MODULE_UNLOAD MODUcLE_VERMAGIC_MODVERSIONS   \
    MODULE_ARCH_VERMAGIC                        \
    MODULE_RANDSTRUCT_PLUGIN

其中的UTS_RELEASE代表内核的版本号，
在$KERNEL_SRC_DIR/include/generated/utsrelease.h中定义

define UTS_RELEASE "4.19.0-6-amd64"

utsrelease.h在编译阶段动态生成，
生成内容由$KERNEL_SRC_DIR/Makefile指定

# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
VERSION = 4
PATCHLEVEL = 19
SUBLEVEL = 0
EXTRAVERSION = -6-amd64
NAME = "People's Front"

4.2 vermagic举例

4.19.0-6-amd64 SMP mod_unload modversions
VERSION: 4
PATCHLEVEL: 19
SUBLEVEL: 0
EXTRAVERSION: -6-amd64
MODULE_VERMAGIC_SMP: “SMP “
MODULE_VERMAGIC_MODULE_UNLOAD: “mod_unload “
MODULE_VERMAGIC_MODVERSIONS “modversions “

其中 VERSION,PATHCHLEVEL,SUBLEVEL,EXTRAVERSION 可以在Makefile中修改
其他信息在 $KERNEL_SRC_DIR/include/linux/vermagic.h中定义

4.3 vermagic的修改

方法一：通过makemenuconfig修改
vermagic相关文件中的内容都是由makemenuconfig动态生成（决定）的，最好的办法是通过make menuconfig修改信息。比如：
内核版本可以在： General setup-> Build ID Salt中找到
vermagic其他信息可以在： Enable loadable module support 中找到