linux驱动程序1：构造和运行模块

环境：Fedora 12

内核：Linux-2.6.32.2

 

一、实验

STEP 1:新建一个文件hello.c,内容如下：

 

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("DUAL BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT "hello,world\n");

    return 0;

}

static void hello_exit(void)

{

    printk(KERN_ALERT "goodbye,kernel\n");

}

module_init(hello_init);

module_exit(hello_exit);


STEP 2:在hello.c的同一个目录下，新建一个Makefile，内容如下：

 

obj-m := hello.o

KERNELBUILD := /lib/modules/`uname -r`/build

default:

     make -C $(KERNELBUILD) M=$(shell pwd) modules

clean:

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

STEP 3:编译，执行make 命令。

STEP 4:装载模块。

insmod hello.ko

STEP 5:卸载模块。

rmmod hello.ko

STEP 6:查看系统日志文件。printk函数把内容写入了/var/log/messages里面了。

cat /var/log/messages

二、对实验的理解

 

Q1：为什么模块能够调用printk函数？

在insmod函数装入模块后，模块就连接到了内核，因而可以访问内核的公用符合表。

 

Q2：操作模块的相关命令？

insmod xx.ko   //将模块的代码和数据装入内核，然后使用内核的符合表解析模块中未解析的符号

rmmod  xx.ko   //从内核中移除模块

lsmod          //通过读取/proc/modules,打印出当前装载到内核中的模块

modprobe xx.ko //解析依赖性功能+insmod

 

Q3：什么是内核符号表？

insmod通过内核符号表来解析模块中未定义的符号。公共内核符号表包含了所有的全局内核项（函数和变量）的地址。当模块被装入内核后，他所导出的任何符号都会变成内核符号表的一部分。新模块可以使用我们自己导出的符号表，从而可以用一个个模块堆叠出一个新的模块，此为模块层叠技术。

   如果一个模块需要向其他模块导出符号，则应该使用下面的宏：

     EXPORT_SYMBOL(name);

     EXPORT_SYMBOL_GPL(name);

 

Q4:所有模块都应该包含的头文件？

#include        //包含有可装载模块需要的大量符号和函数的定义

#include          //指定初始化和清除函数

#include   //在装载模块时向模块传递参数，需要这个头文件

……                             //其他头文件根据具体需要再加入

 

Q5：Makefile做了哪些事情？

 

#表明模块是由目标文件hello.o组成

obj-m := hello.o

#定义了一个变量，表示模块所在的目录，uname -r的结果为当前运行的内核版本
KERNELBUILD := /lib/modules/`uname -r`/build


#-C 的作用是改变目录到 $(KERNELBUILD)指定的位置；M=的作用是让该makefile在构造#modules之前返回到模块源代码目录；modules为make的目录，记得编译内核时有一步是 #make modules。总结，make modules发生的地方在${KERNELBUILD},在make moddules之 #前make编译的地方在${shell pwd}
default:
     make -C $(KERNELBUILD) M=$(shell pwd) modules


#删除make生成的文件
clean:

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


 

Q6：模块参数相关？（来源于：http://blog.chinaunix.net/u1/55468/showart_2151108.html）

用户空间的应用程序可以接受用户的参数，LKM也可以做到，只是方式有些不同而已。相关的宏有：

MODULE_PARM(var, type);
MODULE_PARM_DESC(var, "the description of the var");

模块参数的类型（即MODULE_PARM中的type）有一下几种：

• b byte(unsigned char)
• h short
• i int
• l long
• s string(char*)

这些参数最好有默认值，如果有些必要参数用户没有设置可以通过在module_init指定的init函数返回负值来拒绝模块的加载。 LKM还支持数组类型的模块，如果在类型符号前加上数字n则表示最大程度为n的数组，用“-”隔开的数字分别代表最小和最大的数组长度。

示例：
MODULE_PARM(var, "4i"); // 最大长度为4的整形数组
MODULE_PARM(var, "2-6i"); // 最小长度为2,最大长度为6的整形数组

如何用insmod传入参数，其实man一下就可以了，不过现在的man有些过于简单，所以在此说明一下:

insmod variable=value[,value2...] ...

其中value可以用引号括起来，也可以不用。但是有一点“=”前后不能留有空格，并且value中也不能有空格。

三、带参数的模块加载和卸载实验

STEP 1:把hello.c的代码改为如下：

（根据http://blog.chinaunix.net/u1/55468/showart_2151108.html修改）

/*file: hello.c*/
#ifndef __KERNEL__
#define __KERNEL__
#endif
#ifndef MODULE
#define MODULE
#endif
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/moduleparam.h>

MODULE_AUTHOR("xiaosuo ");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("This module is a example.");
static int int_var = 0;
static const char *str_var = "default";
static int int_array[6];
module_param(int_var, int,S_IRUGO);
//MODULE_PARM_DESC(int_var, "A integer variable");
module_param(str_var, charp,S_IRUGO);
//MODULE_PARM_DESC(str_var, "A string variable");
module_param_array(int_array,int,5,S_IRUGO);
//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 < 6; 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)

STEP 2:make

STEP 3:输入命令insmod hello.ko int_var=1001.

STEP 4:查看int_var的值是否是我们输入的值：cat /var/log/messages.

 

参考：《Linux设备驱动程序》

      http://blog.chinaunix.net/u1/55468/showart_2151108.html

下一篇博客：linux驱动程序2，将主要分析文件的本质，驱动程序与文件系统接口，内核和应用程序是如何交互的，应用程序对设备的操作是怎样具体一步步深入到硬件设备的。