Linux内核驱动安装失败问题调试及解决方法

本文约1600字，承接之前的帖子Linux内核驱动源码走读之编译内核及外部驱动实操指南的下一步操作--调试hello.ko驱动的安装。

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编译完驱动后，我执行insmod hello.ko发现出现如下错误：

root@infinova-virtual-machine:/mnt/disk_sdc1/kernel_6.1/hello_drv# insmod hello.ko insmod: ERROR: could not insert module hello.ko: Invalid module format

查看dmesg信息，打印如下：

这个错误 disagrees about version of symbol module_layout 是内核模块与当前运行内核版本不兼容的典型表现。

我之前的虚拟机ubuntu18.04环境中的内核版本如下：

root@infinova-virtual-machine:/mnt/disk_sdc1/kernel_6.1/linux-6.1.161# uname -r4.15.0-213-generic

而我调试的内核源码是6.1.161， module_layout 是内核用来验证模块兼容性的核心符号。当我用 6.1.161 内核源码 编译模块时，模块会带上 6.1.161 的符号版本；但当前系统运行的是 4.15.0-213-generic内核，两者的 module_layout 符号版本不匹配，内核就会拒绝加载模块。

简单说：编译模块的内核版本 ≠ 运行的内核版本 → 导致加载失败。

解决方案有两种：

【方案一】：目标是在当前 4.15.0-213-generic 内核下运行模块（推荐新手）

这是最直接的修复方式，让编译环境和运行内核完全匹配：

将编译hello.ko的Makefile文件修改引用的内核路径，将原来直接用下载的内核源码路径改为ubuntu系统里已安装的内核路径：

#KDIR?=../linux-6.1.161KDIR?=/lib/modules/$(shell uname -r)/build

重新编译安装打印如下：

hello初始化里的打印在dmesg信息中可以看到了, 驱动加载成功。

执行rmmod,会出现如下打印:

驱动卸载也成功，初始化和释放函数打印都有调用到。

【方案二】：将目标切换到 6.1.161 内核运行模块

重要提醒：在升级内核或是虚拟机版本，一定要先将原来的虚拟机做好备份，否则一旦升级导致异常虚拟机起不来，就要重新弄虚拟机环境了。

我确实需要在 6.1.161 内核下运行模块，因为后续我要走读较新版本6.1.161的内核驱动源码，那么我需要先安装并切换到该内核：

上一篇文章中我们下载了6.1.161的内核源码编译完，make install之后打印如下：

使用uname –r查看内核版本，并没有改变，依然是4.15.0-213-generic

其中的原因是make install 只是把新内核的镜像、配置文件复制到 /boot 目录，并更新了 GRUB 启动配置。但我的系统还在运行旧的 4.15.0-213-generic 内核(ubuntu18.04)，所以不重启的话，uname -r 永远不会变

从截图可以看到，make install 已经成功完成：

/boot/vmlinuz 和 /boot/initrd.img 已经被设置为指向新的 6.1.161 内核

最后也执行了 update-grub 生成了新的 GRUB 启动菜单。

注意：千万别贸贸然直接重启虚拟机，这样做可能会导致虚拟机起不来，因ubuntu18.04直接从4.15的内核到6.1的内核兼容性不好，需要做好环境准备，安装相关依赖包，否则直接升级内核后重启虚拟机可能起不来，我已踩过坑。我前天已经升级ubuntu到20.04，内核的版本现在是：5.4.0-216-generic

现在将Ubuntu 20.04 内核5.4的版本升级到6.1 内核需要的依赖包如下：

一次性安装：

# 更新系统包列表

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

# 安装编译必备依赖

sudo apt install -y build-essential libncurses5-dev libssl-dev \  bc flex bison libelf-dev dwarves rsync kmod cpio initramfs-tools

关键说明： dwarves 是 6.1 内核编译必需的（提供pahole工具，用于调试信息生成），Ubuntu 20.04 默认源可直接安装；initramfs-tools 用于生成适配的 initrd 镜像。

安装完依赖包后，按照之前的文档编译6.1.161内核。

踩坑实录：我在编译6.1.161内核时用的是默认配置make defconfig,这样导致的后果是编译出来的内核，重启虚拟机依然起不来, 进入了initramfs。不过还好有补救措施，我们在重启客户机选项时选择之前的旧内核版本(5.4)启动，还是能正常进入虚拟机环境，如下图所示:

虚拟机可以正常起来后，重新编译内核，配置文件改为：

cp /boot/config-$(uname -r) .config# 更新配置：自动适配6.1内核，保留旧配置的兼容项（关键） make olddefconfig

然后编译安装驱动和内核：

make && make modules && make install_modules && make install

上述操作完成后，重要的两个步骤来了(PS: 我前面未操作这两个步骤导致虚拟机启动不了)：

【步骤1】强制更新initramfs（确保initrd镜像适配6.1内核） 

sudo update-initramfs -c -k 6.1.161

【步骤2】更新GRUB启动菜单（关键！让系统识别新内核） 

sudo update-grub

最后再重启虚拟机。

方案二不推荐新手使用，目前没有一款官方Ubuntu版本的内核是6.1.161版本的，如果自己调试可以下载与系统相同内核的源码来走读。如果实在想用这一款，就按照下面的原则来操作。

[1].版本选择：优先 Ubuntu 22.04，次选 20.04，不推荐 18.04，24.04 兼容但无必要；

[2].核心前提：编译依赖完整 + 内核配置适配硬件 + 驱动与内核版本匹配，这三点是驱动能直接加载的关键；

[3].新手建议：用 Ubuntu 22.04 编译 6.1.161 内核，依赖适配性最好，驱动加载成功率最高，无需额外踩坑。

温馨提示：如果只是学习内核驱动，直接找虚拟机内核版本的源码走读分析，就不需要这么折腾环境了。嵌入式的交叉编译过程，环境不同，编译的复杂度不同，喜欢折腾的多折腾，不喜欢折腾的按照最简流程操作即可。

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