Linux內核分析（二）----內核模塊簡介|簡單內核模塊實現

Linux內核分析（二）

昨天咱們開始了內核的分析，網上有不少人是用用源碼直接分析，這樣形成的問題是，你們以爲很枯燥很難理解，從某種意義上來講linux系統自己就是由一個個模塊構成的，因此我會結合內核模塊的設計，去分析內核，從而達到對linux內核的理解。

今天咱們會分析到如下內容：

1.      Linux內核模塊簡介

2.      簡單內核模塊實現

 

l  Linux內核模塊簡介

1.       何爲內核模塊

在上一篇博文中咱們先經過內核配置，在配置的過程當中咱們對內核的組件進行了選擇（固然這個選擇決定了咱們內核的大小），而後才生成了咱們最終的內核，那麼咱們若是想添加組件，怎麼辦？

最笨的方法是對內核進行從新配置，而後在從新編譯。這樣的話豈不是說我加一個組件就得從新編譯內核，這顯然不是很科學的方法，其實咱們的linux內核提供在運行時可進行擴展的特性，這意味着當系統啓動並運行時，咱們能夠向內核添加或移除部分功能。

咱們在運行時添加到內核中的代碼就被成爲動態可加載內核模塊，咱們簡稱爲內核模塊。

2.       內核模塊的相關操做

a)        加載內核模塊：insmod

b)        卸載內核模塊：rmmod

c)        查看內核模塊：lsmod

3.       模塊聲明

a)        MODULE_LICENSE（「GPL」）：內核能夠識別的許可證有GPL（任意版本GNU通用公共許可證）、GPL v2等

b)        MODULE_AUTHOR（「做者」）：聲明做者信息能夠不用

c)        MODULE_VERSION（「版本」）：聲明版本信息也能夠不用

d)        MODULE_DESCRIPTION（「功能描述」）：聲明模塊功能，可不用

4.       模塊參數

咱們能夠在加載內核模塊的時候向其傳遞參數，以讓同一代碼達到不一樣的效果。固然咱們的參數必須用module_param宏來聲明具體以下：

 1 module_param（name，type，perm） 

a)        name：變量名

b)        type：數據類型內核支持模塊參數類型有：bool、invbool（bool的發轉，true變爲false，false變爲true）、charp（char類型指針值）、int、long、short、uint、ulong、ushort、

c)        perm：常見的訪問許可值一般爲S_IRUGO和S_IWUSR。一般狀況下將他們按位或

同時咱們也能夠用下面的宏聲明數組：

1.             1 Module_param_array（name，type，num，perm） 

5.       模塊符號導出

當一個模塊要使用另外一個模塊的函數（變量）的時候，要使用EXPORT_SYMBOL（符號名）或者EXPORT_SYMBOL_GPL（符號名）來申明。

注：EXPORT_SYMBOL_GPL（）只適用於遵循GPL協議的模塊

l  簡單內核模塊實現

想必你們都記得咱們在學習某種語言的時候，寫的第一個程序大部分都是輸出hello world，因此我接下來用咱們剛纔介紹的內核模塊去完成hello world。

1.       內核模塊編寫

經過上面部份內容的介紹，要完成第一內核模塊不是很難，下面是本身的代碼。

1.  1 #include<linux/init.h>
    2 #include<linux/module.h>
    3 MODULE_LICENSE("GPL");
    4 staticint hello_init(void)
    5 {
    6 printk("<0> hello world\n");
    7 return0;
    8 }
    9 staticvoid hello_exit(void)
   10 {
   11 printk("<0> goodbye\n");
   12 }
   13 module_init(hello_init);//該宏在模塊的目標代碼中增長一個特殊的段，用於說明內核初始化函數所在的位置
   14 module_exit(hello_exit);//跟上面的宏對立

2.       Makefile編寫

Makefile的編寫也比較簡單，要注意的地方代碼中已經說明。

 

1 obj-m := hello.o
2 DIRS :=/smbshare/linux-2.6.39///此處路徑爲內核源碼路徑，該內核源碼必需要通過編譯，否則會報錯
3 all:
4 make -C $(DIRS) M=$(PWD) modules
5 clean:
6 rm -Rf*.o *.ko *.mod.c *.order *.symvers

 

通過了上面兩個步驟，咱們而後編譯加載而後卸載咱們的模塊進行試驗。

編譯：

加載：

查看：

卸載：

3.       Printk函數簡介

printk函數爲內核打印函數，其和printf函數功能相似，不過比printf多了打印權限一共有8個級別，printk的日誌級別定義以下（在include/linux/kernel.h中）：

 

1 #define KERN_EMERG 0 //緊急事件消息，系統崩潰以前提示，表示系統不可用
2 #define KERN_ALERT  1 //報告消息，表示必須當即採起措施
3 #define KERN_CRIT    2 //臨界條件，一般涉及嚴重的硬件或軟件操做失敗
4 #define KERN_ERR     3 //錯誤條件，驅動程序經常使用KERN_ERR來報告硬件的錯誤
5 #define KERN_WARNING  4 //警告條件，對可能出現問題的狀況進行警告
6 #define KERN_NOTICE 5 //正常但又重要的條件，用於提醒
7 #define KERN_INFO 6    //提示信息，如驅動程序啓動時，打印硬件信息
8 #define KERN_DEBUG 7 //調試級別的消息

 

今天的內容比較簡單，只是對內核模塊有了一個初步的瞭解，因此我今天在給你們推薦一個比較好用的工具，叫作exvim其將好多vim的工具進行了集成，我的感受十分方便，就是換電腦什麼的也不怕本身的配置丟失了。貼一張本身使用的圖，你們有興趣的能夠去http://exvim.github.io/ 瞭解。