《Linux4.0設備驅動開發詳解》筆記--第四章：Linux內核模塊

4.1 內核模塊程序結構

• 加載：insmod，modprobe(同時加載模塊的依賴模塊)
• 卸載：rmmod
• 查看已加載的模塊及模塊間的依賴關係：lsmod，其實是分析/proc/modules文件
• 已加載的模塊信息放在/sys/module目錄下，沒加載一個模塊就會在該目錄下生成一個以模塊名命名的目錄，「tree -a」可獲取目錄樹
• 模塊許可聲明：申明許可權限，不然將收到內核被污染警告，通常申明爲MODULE_LICENSE(「GPL v2」)語句申明採用GPL v2.
• 模塊參數（可選）：模塊被加載的時候能夠傳遞給它的值，它自己對對應模塊的內部的全局變量
• 模塊導出符（可選）：其餘模塊可使用模塊導出的函數和變量
• 模塊做者等信息聲明

4.2 模塊加載函數

• Linux內核模塊加載函數通常以__init標識申明，如

static int __init initialization_function(void)
{
    /*初始化代碼*/
}
module_init(initialization_function);

初始化成功返回0，不然返回錯誤碼。

• request_module(const char* fmt, …)：靈活加載內核模塊
• 數據也能夠定義爲__initdata，只是在初始化的階段須要的數據，結束後釋放佔用的內存

4.4 模塊卸載函數

通常以__exit標識申明，如

static void __exit cleanup_function(void)
{
    /*釋放代碼*/
}
module_exit(cleanup_function);

被直接編譯進內核的模塊的卸載函數會被省略，不編譯進內核，由於模塊被內置了，也就不會被卸載。

4.5 模塊參數

• module_param(參數名，參數類型，參數讀寫權限)：爲模塊定義一個參數，以下定義一個int參數和char指針參數

static char *book_name = "dissecting Linux Deice Driver";
module_param(book_name, char, S_IRUGO);

static int book_num = 4000;
module_param(book_num, int, S_IRUGO);

「insmod (或modprobe) 模塊名 參數名 = 參數值」，不傳遞則用缺省值，模塊被內置時用bootloader經過bootargs裏設置「模塊名.參數 = 值」給內置模塊傳遞參數。

• 參數數組：module_param_array(數組名，數組類別，數組長度，參數讀寫權限)
• /sys/module下有已加載模塊命名的目錄，當「參數讀寫權限」爲0，則此參數不存在sysfs文件系統下對應的節點，不然此模塊的目錄下會出現parameter目錄，其中包含以參數名命令的文件節點，文件權限與設定的權限一致。
• 容許insmod和modprobe命令時，用逗號隔開輸入的數組元素
• 例：定義兩個參數的模塊

/*====================================================================== A kernel module: book This example is to introduce module params The initial developer of the original code is Baohua Song <author@linuxdriver.cn>. All Rights Reserved. ======================================================================*/
#include <linux/init.h> 
#include <linux/module.h> 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");                                

static char *book_name = "dissecting Linux Device Driver";              
static int num = 4000;                                

static int book_init(void)                                
{                                
    printk(KERN_INFO " book name:%s\n",book_name);                        
    printk(KERN_INFO " book num:%d\n",num);                               
    return 0;                                
}                                
static void book_exit(void)                                
{                                
    printk(KERN_INFO " Book module exit\n ");                            
}                                
module_init(book_init);                                
module_exit(book_exit);                                
module_param(num, int, S_IRUGO);                                
module_param(book_name, charp, S_IRUGO);

MODULE_AUTHOR("Song Baohua, author@linuxdriver.cn");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Module for testing module params");
MODULE_VERSION("V1.0");

經過insmod加參數和不加參數實驗，在/var/log/messages文件中查看內核的輸出
在/sys/module/book/parameters目錄下輸入tree查看參數文件節點

4.6 導出符號

• /proc/kallsyms文件記錄了符號及符號所在的內存地址
• 導出符號：EXPORT_SYSBOL(符號名)，EXPORT_SYSBOL_GPL(符號名)（只適用於包含GPL許可權的模塊）
• 例：

/*====================================================================== A simple kernel module to introduce export symbol The initial developer of the original code is Baohua Song <author@linuxdriver.cn>. All Rights Reserved. ======================================================================*/
#include <linux/init.h> 
#include <linux/module.h> 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");                                

int add_integar(int a,int b)                                
{                                
    return a+b;                             
} 

int sub_integar(int a,int b)                                
{                                
    return a-b;                             
}                            

EXPORT_SYMBOL(add_integar);
EXPORT_SYMBOL(sub_integar);

4.7 模塊申明與描述

• MODULE_AUTHOR(author);
• MODULE_DESCRIPTION(description);
• MODULE_VERSION(version_string);
• MODULE_DEVICE_TABLE(table_info);
• MODULE_ALIAS(alternate_name);
• 對於USB, PCI等設備驅動，一般建立一個MODULE_DEVICE_TABLE來代表驅動模塊支持的設備

4.8 模塊的使用計數

• try_module_get(&module)和module_put(&module)：模塊計數管理接口
• try_module_get(&module)：增長模塊使用計數，返回0，調用失敗，但願使用的的模塊不存在或正在被卸載
• module_put(&module)：減小模塊使用計數
• 模塊的使用計數通常不禁模塊自己管理，由內核更底層的代碼（總線驅動或者此類設備共用的核心模塊）來實現，以簡化驅動開發
• 當設備正在使用的時候，模塊不能夠被卸載

4.9 模塊編譯

• Makefile
• 模塊包含多個.c文件，則Makefile寫法

obj-m := modulename.o
modulename-objs := file1.o file2.o ...