分类： LINUX
2009-10-11 14:15:06
#include
#include
#include
头文件init.h包含了宏__init和__exit，它们允许释放内核占用的内存。1．应用程序与内核模块的比较| C语言应用程序 |
内核模块程序 | |
| 使用函数 |
Libc库 |
内核函数 |
| 运行空间 |
用户空间 |
内核空间 |
| 运行权限 |
普通用户 |
超级用户 |
| 入口函数 |
main() |
module_init() |
| 出口函数 |
exit() |
module_exit() |
| 编译 |
Gcc –c |
Makefile |
| 连接 |
Gcc |
insmod |
| 运行 |
直接运行 |
insmod |
| 调试 |
Gdb |
kdbug, kdb,kgdb等 |
2．内核符号表（如果对以下第2~4点理解上有困难，可以越过）
如 前所述，Linux内核是一个整体结构，像一个圆球，而模块是插入到内核中的插件。尽管内核不是一个可安装模块，但为了方便起见，Linux把内核也看作 一个“母”模块。那么模块与模块之间如何进行交互呢，一种常用的方法就是共享变量和函数。但并不是模块中的每个变量和函数都能被共享，内核只把各个模块中 主要的变量和函数放在一个特定的区段，这些变量和函数就统称为符号。到低哪些符号可以被共享？ Linux内核有自己的规定。对于内核这个特殊的母模块，在kernel/ksyms.c中定义了从中可以“移出”的符号，例如进程管理子系统可以“移出”的符号定义如下：
/* 进程管理 */
EXPORT_SYMBOL(do_mmap_pgoff);
EXPORT_SYMBOL(do_munmap);
EXPORT_SYMBOL(do_brk);
EXPORT_SYMBOL(exit_mm);
…
EXPORT_SYMBOL(schedule);
EXPORT_SYMBOL(jiffies);
EXPORT_SYMBOL(xtime);
…
你可能对这些变量和函数已经很熟悉。其中宏定义EXPORT_SYMBOL（）本身的含义是“移出符号”。为什么说是“移出”呢？因为这些符号本来是内核内部的符号，通过这个宏放在一个公开的地方，使得装入到内核中的其他模块可以引用它们。
实际上，仅仅知道这些符号的名字是不够的，还得知道它们在内核地址空间中的地址才有意义。因此，内核中定义了如下结构来描述模块的符号：
struct module_symbol
{
unsigned long value; ／*符号在内核地址空间中的地址*/
const char *name; /*符号名*/
};
我们可以从/proc/ksyms文件中读取所有内核模块“移出”的符号，这所有符号就形成内核符号表，其格式如下：
内存地址 符号名 ［所属模块］
在模块编程中，可以根据符号名从这个文件中检索出其对应的地址，然后直接访问该地址从而获得内核数据。第三列“所属模块”指符号所在的模块名，对于从内核这一母模块移出的符号，这一列为空。
模块加载后，2.4内核下可通过 /proc/ksyms、 2.6 内核下可通过/proc/kallsyms查看模块输出的内核符号
3．模块依赖
如前所述，内核符号表记录了所有模块可以访问的符号及相应的地址。当一个新的模块被装入内核后，它所申明的某些符号就会被登记到这个表中，而这些符号可能被其他模块所引用，这就引出了模块依赖这个问题。
一个模块A引用另一个模块B所移出的符号，我们就说模块B被模块A引用，或者说模块A依赖模块B。如果要链接模块A，必须先链接模块B。这种模块间相互依赖的关系就叫模块依赖。
4．模块引用计数器
为 了确保模块安全地卸载，每个模块都有一个引用计数器。当执行模块所涉及的操作时就递增计数器，在操作结束时就递减这个计数器；另外，当模块B被模块A引用 时，模块B的引用计数就递增，引用结束，计数器递减。什么时候可以卸载这个模块？当然只有这个计数器值为0的时候，例如，当一个文件系统还被安装在系统上 时就不能将其卸载，当这个文件系统不再被使用时，引用计数器就为0，于是可以卸载。
四．模块编译
Linux 中最重要的软件开发工具是 GCC。GCC 是 GNU 的 C 和 C++ 编译器。但是，在大型的开发项目中，通常有几十到上百个的源文件，如果每次均手工键入 gcc 命令进行编译的话，则会非常不方便。因此，人们通常利用 make 工具来自动完成编译工作。利用这种自动编译可大大简化开发工作，避免不必要的重新编译。这些工作包括：如果仅修改了某几个源文件，则只重新编译这几个源文件；如果某个头文件被修改了，则重新编译所有包含该头文件的源文件。
1．编译工具make
实际上，make 工具通过一个称为 Makefile 的文件来完成并自动维护编译工作。Makefile 需要按照某种语法进行编写，其中说明了如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并定义了源文件之间的依赖关系。下面给出2.6 内核模块的Makefile模板（有点复杂，实在看不懂，可以仅作参考）
| # Makefile2.6 ifneq ($(KERNELRELEASE),) #kbuild syntax. dependency relationshsip of files and target modules are listed here. mymodule-objs := file1.o file2.o obj-m := mymodule.o else PWD := $(shell pwd) KVER ?= $(shell uname -r) KDIR := /lib/modules/$(KVER)/build all: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean: rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions endif |
在此，我们将编写一个模块，其中有一个中断函数，当内核接收到某个 IRQ 上的一个中断时会调用它。先给出全部代码，读者自己调试，把对该程序的理解跟到本贴后面。
----------------------------------------
#include
#include
#include
static int irq;
static char *interface;
//MODULE_PARM_DESC(interface,"A network interface"); 2.4内核中该宏的用法
module_param(interface,charp,0644) //2.6内核中的宏
//MODULE_PARM_DESC(irq,"The IRQ of the network interface");
module_param(irq,int,0644);
static irqreturn_t myinterrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
static int mycount = 0;
if (mycount < 10) {
printk("Interrupt!\n");
mycount++;
}
return IRQ_NONE;
}
static int __init myirqtest_init(void)
{
printk ("My module worked!11111\n");
if (request_irq(irq, &myinterrupt, IRQF_SHARED,interface, &irq)) {
printk(KERN_ERR "myirqtest: cannot register IRQ %d\n", irq);
return -EIO;
}
printk("%s Request on IRQ %d succeeded\n",interface,irq);
return 0;
}
static void __exit myirqtest_exit(void)
{
printk ("Unloading my module.\n");
free_irq(irq, &irq);
printk("Freeing IRQ %d\n", irq);
return;
}
module_init(myirqtest_init);
module_exit(myirqtest_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");