linux内核系列（1）——内核模块儿的编写

2019-04-14 11:59发布

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linux内核有一个很强大的功能就是可以动态加载模块儿，这里说的模块儿其实就是一个内核支持的小程序。在真正进入linux内核世界之前，我们可以先过一把瘾，自己加载运行一个内核模块儿。 既然模块儿就是程序，我们就先来写一个小程序，这里还是拿最简单的“Hello World”程序来举例子。我们先上代码，然后再讲解。 #include #include #include MODULE_LICENSE("GPL"); static int __init lkp_init(void) { printk("<1>Hello World!...from the kernel! "); } static int __exit lkp_exit(void) { printk("<1>Goodbye World!...from the kernel! "); } module_init(lkp_init); module_exit(lkp_exit);首先是三个头文件，和以前看到的头文件不同的是它们都是linux目录下的，那么这个目录在哪儿呢？在ubuntu的系统中，它被放在/usr/src/linux-headers-x.x.x.-xx/include/linux/这个目录下，有兴趣的小伙伴可以去看一下，这里只做个简单的介绍：module.h里放的是对模块儿的版本控制信息，后面的宏定义MODULE_LICENSE就是在这里面定义的；kernel.h里放的是常用的内核函数，比如这里的printk；init.h里放的是宏__init（注意这里是两个下划线）、__exit和module_init、module_exit。 下面的宏定义MODULE_LICENSE("GPL");是告诉内核，我们编写的这这个模块儿是符合GNU通用公共许可证的，简单来说就是合法的。没有这句系统会给你你一个警告。 再下面是两个函数，static和int属于基本知识，就不多说了，后面的__init和__exit是两个宏定义，告诉系统你写的程序比较特殊，可以特殊处理一下。这主要是为了一些性能优化，其实不特殊处理也没关系。这两个函数都定义了一个printk函数，它来自内核，和printf用法类似，不过它会把内容输出到一个特定的文件内，而非标准输出，这个我们一会儿会看到。 最后也是两个宏定义，是这段代码最关键的地方。第一个宏定义可以被看做我们的小模块儿的入口，其实就是告诉系统模块执行时要先执行lkp_init这个函数，而另一个类似，代表模块的出口。它们的内部其实是由回调函数完成的，这里不详细讲了。 程序写好以后，我们可以给它起个名字保存起来，这里我们叫它hello.c。 程序有了，我们还需要一个指导编译的规则，就是Makefile文件，同样的，我们还是先来看代码。 obj_m:=hello.o CURRENT_PATH := $(shell pwd) LINUX_KERNEL := $(shell uname -r) LINUX_KERNEL_PAHT := /usr/src/linux-headers-(LINUX_KERNEL) all: make -C $(LINUX_KERNEL_PAHT) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: make -C $(LINUX_KERNEL_PAHT) M=$(CURRENT_PATH) cleanmakefile的语法有很多教程，这里也不多说，关键说一下-C与M=的作用，这两点在编译内核中非常常见：当make的目标为all时，-C $(KDIR) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile；M=$(PWD) 表明然后返回到当前目录继续读入、执行当前的Makefile。还有最后面的modules和clean为固定项，不能改变。 写完Makefile保存，然后执行make命令，可以生成很多个文件，其中一个后缀名为.ko的文件是我们需要插入内核的，在将其插入之前，我们先来看一下当前内核中已有的模块：执行命令# lsmod可以看到当前系统中的内核模块。然后执行命令# insmod hello.ko就可以把我们的模块插进入了，再执行一下# lsmod可以看到我们的模块已经插入了（一般第一个就是刚插入的）。这时候我们可以用命令#dmesg 来查看刚才插入模块的输出（一般是在最后面）。好了，这说明我们的模块儿已经可以运行了。当然，既然是随时可插拔的，也可以把它卸载掉。执行命令# rmmod hello就可以把它卸载了，再# dmesg看一下，可以看到程序退出时输出的那句话。 以上，我们已经完成了内核模块的编写和加载。





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