(四) linux內核模塊編程

時間 2019-11-12

標籤 linux 內核模塊編程欄目 Linux 简体版

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　　Linux 就是一般所說的單內核（monolithic kernel），即操做系統的大部分功能都被稱爲內核，並在特權模式下運行。經過 Linux 內核模塊（LKM）能夠在運行時動態地更改 Linux。Linux可加載內核模塊（從內核的 1.2 版本開始引入）是 Linux 內核的最重要創新之一。它們提供了可伸縮的、動態的內核。探索隱藏在可加載模塊後面的原理，並學習這些獨立的對象如何動態地轉換成 Linux 內核的一部分。linux

（1） linux 內核模塊的建立shell

　　LKM 包含 entry 和 exit 函數。當向內核插入模塊時，調用 entry 函數，從內核刪除模塊時則調用 exit 函數。由於 entry 和 exit 函數是用戶定義的，因此存在 module_init 和 module_exit 宏，用於定義這些函數屬於哪一種函數。LKM 還包含一組必要的宏和一組可選的宏，用於定義模塊的許可證、模塊的做者、模塊的描述等等，見下例。數組

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


static int __init hello_3_init(void)
{
        printk(KERN_ALERT "Hello, world n");
        return 0;
}

static void __exit hello_3_exit(void)
{
        printk(KERN_ALERT "Goodbye, world \n" );
}

MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_3_init);
module_exit(hello_3_exit);

（2）構建linux 內核模塊函數

　　編譯模塊的make file 必須是Makefile,不能是makefile，而且要生成模塊必須先編譯經過。內核模塊的makefile以下學習

　　ifneq ($(KERNELRELEASE),)

　　obj-m := mytest.o

　　mytest-objs := file1.o

　　else
　　
　　KVER ?= $(shell uname -r) 


　　KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build

　　PWD := $(shell pwd)

　　default:

　　$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

　　clean:

　　
　　rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions

　　endif

　　1> KERNELRELEASE是在內核源碼的頂層Makefile中定義的一個變量，在第一次讀取執行此Makefile時，KERNELRELEASE沒有被定義。因此執行else以後內容。ui

　　2> 當執行make 時候執行默認目標defalult。spa

　　　　$(KDIR) 指明跳轉到內核源碼目錄下讀取那裏的Makefile；M=$(PWD) 指示路徑；代表而後返回到當前目錄繼續讀入、執行當前的Makefile。操作系統

　　　　$(KVER) 要生成的模塊內核版本當前系統版本code

　　3> 當從內核源碼目錄返回時，KERNELRELEASE已被被定義，kbuild也被啓動去解析kbuild語法的語句，make將繼續讀取else以前的內容。視頻

　　　　mytest-objs := file1.o 表示mytest.o 由file1.o 鏈接生成

　　　　obj-m := mytest.o 表示編譯鏈接後將生成mytest.o模塊 mytest.ko。

（3）編譯安裝卸載

　1> 編譯執行make 生成mytest.ko內核模塊

　2> 安裝內核模塊 sudo insmod mytest.ko 　

　3> 查看內核模塊輸出　dmesg -c

　4> 卸載內核模塊 sudo rmmod mytest.ko 　

　注意：Linux命令dmesg用來顯示開機信息，kernel會將開機信息存儲在ring buffer中。您如果開機時來不及查看信息，可利用dmesg來查看。開機信息亦保存在/var/log目錄中，名稱爲dmesg的文件裏。

（4）內核模塊的啓動參數

　　像咱們普通的應用程序同樣，有main函數啓動能夠有參數，內核模塊啓動時候也可使用參數。這點很重要，如在視頻壓縮中經過最優參數達到不一樣壓縮效率。先看一個例子咱們在解釋其中的代碼。

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

#define MAX_ARRAY 66
static int int_var = 0;

static char *str_var = "default";
static int int_array[6];
int narr;

module_param(int_var, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(int_var, "A integer variable");

module_param(str_var,charp,0644);
MODULE_PARM_DESC(str_var, "A string variable");

module_param_array(int_array, int, &narr, 0644);
MODULE_PARM_DESC(int_array, "A integer array");

static int __init hello_init(void)
{
     int i;
     printk(KERN_ALERT "Hello, my LKM.\n");
     printk(KERN_ALERT "int_var %d.\n", int_var);
     printk(KERN_ALERT "str_var %s.\n", str_var);
     for(i = 0; i < narr; i ++)
     {
        printk("int_array[%d] = %d\n", i, int_array[i]);
     }
     return     0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Bye, my LKM.\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("This module is a example.");