linux模块导出符号 EXPORT_SYMBOL_GPL EXPORT_SYMBOL

 

 

Linux内核头文件提供了一个方便的方法用来管理符号的对模块外部的可见性,因此减少了命名空间的污染(命名空间的名称可能会与内核其他地方定义的名称冲突),并且适当信息隐藏。 如果你的模块需要输出符号给其他模块使用,应当使用下面的宏定义:
EXPORT_SYMBOL(name);
EXPORT_SYMBOL_GPL(name);
这两个宏均用于将给定的符号导出到模块外. _GPL版本的宏定义只能使符号对GPL许可的模块可用。 符号必须在模块文件的全局部分导出,不能在函数中导出,这是因为上述这两个宏将被扩展成一个特殊用途的声明，而该变量必须是全局的。这个变量存储于模块的 一个特殊的可执行部分(一个"ELF段" ),在装载时，内核通过这个段来寻找模块导出的变量(感兴趣的读者可以看获知更详细的信息)。

下面更加深奥，不甚理解，要多读几遍！

1.EXPORT_SYMBOL

EXPORT_SYMBOL( my_pub_func);
在预编译阶段会解析为:
extern void *__crc_my_pub_func __attribute__((weak));
static const unsigned long __kcrctab_my_pub_func __attribute__((__used__)) __attribute__((section("__kcrctab" ""), unused)) = (unsigned long) &__crc_my_pub_func;
static const char __kstrtab_my_pub_func[] __attribute__((section("__ksymtab_strings"))) = "" "my_pub_func";
static const struct kernel_symbol __ksymtab_my_pub_func __attribute__((__used__)) __attribute__((section("__ksymtab" ""), unused)) = { (unsigned long)&my_pub_func, __kstrtab_my_pub_func };
很显然__ksymtab_my_pub_func存储了my_pub_func的地址和符号信息,该符号对应的地址
只有insmod后才会确定;
__ksymtab_my_pub_func会链接到__ksymtab section,__ksymtab section中的所有内容就构成了
内核"导出"的符号表,这个表在insmod 时候会用到.

2./proc/kallsyms
cat /proc/kallsyms会打印出内核当前的符号表,例如:
...
d8834a24 t snd_free_sgbuf_pages [snd_page_alloc]
c0180d7a U create_proc_entry [snd_page_alloc]
d88341d8 T snd_dma_free_pages [snd_page_alloc]
c013d858 U __get_free_pages [snd_page_alloc]
d8834ab5 t snd_malloc_sgbuf_pages [snd_page_alloc]
c014f906 U kmem_cache_alloc [snd_page_alloc]
c0106dcd U dma_alloc_coherent [snd_page_alloc]
...
其中第一列是该符号在内核地址空间中的地址;第二列是符号属性,小写表示
局部符号,大写表示全局符号,具体含义参考man nm; 第三列表示符号字符串.
这里只显示EXPORT_SYMBOL,EXPROT_SYMBOL_GPL处理过的符号。

3.System.map内核符号文件
通过more /boot/System.map 可以查看内核符号列表。
可以显示编译好内核后所有在内核中的符号，模块中的要另行查看。

4.通过nm vmlinux也可以查看内核符号列表
可以显示编译好内核后所有在内核中的符号，模块中的要另行查看。

5.通过nm module_name可以查看模块的符号列表
但是得到是相对地址，只有加载后才会分配绝对地址。比如：e1000模 块，如果e1000中的符号经过EXPORT_SYMBOL处理，等加载后，我们可以通过more /boot/System.map和nm vmlinux命令查看到，但是没有EXPORT_SYMBOL的，我目前不知道怎么查看。

另个试验：
1.验证EXPORT_SYMBOL
模块hello.c代码如下：
      

1 #include
      2 #include
      3
      4 static int __init a_init_module(void)
      5 {
      6     unsigned long *__kcrctab_per_cpu__hrtimer_bases = 0xc02678b4;
      7     unsigned char *__kstrtab_per_cpu__hrtimer_bases = 0xc026926b;
      8     struct kernel_symbol *__ksymtab_per_cpu__hrtimer_bases = 0xc0265018;
      9
     10     printk("__kcrctab_per_cpu__hrtimer_bases = %08x\n", *__kcrctab_per_cpu__hrtimer_bases);
     11     printk("__kstrtab_per_cpu__hrtimer_bases = %s\n", __kstrtab_per_cpu__hrtimer_bases);
     12     printk("__ksymtab_per_cpu__hrtimer_bases value = %08x, name = %s\n", __ksymtab_per_cpu__hrtimer_bases->value,\
     13     __ksymtab_per_cpu__hrtimer_bases->name);
     14
     15     return 0;
     16 }
     17
     18 static void __exit a_cleanup_module(void)
     19 {
     20     printk("Bye, Bye\n");
     21 }
      22 module_init(a_init_module);
     23 module_exit(a_cleanup_module);

      
     Makefile配置文件如下：
     

1 #
     2 # Makefile for hello.c file
     3 #
     4 KDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
     5
     6 obj-m:=hello.o
     7
     8 default:
     9     $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules
    10 clean:
    11     $(RM) .*.cmd *.mod.c *.o *.ko -r .tmp*

 

     make; insmod hello.ko之后通过dmesg的运行结果：
__kcrctab_per_cpu__hrtimer_bases = 1ac19564
__kstrtab_per_cpu__hrtimer_bases = per_cpu__hrtimer_bases
__ksymtab_per_cpu__hrtimer_bases value = c0279ea0, name = per_cpu__hrtimer_bases

通过nm vmlinux | grep per_cpu__hrtimer_bases我们可以看到如下的对应关系：
1ac19564 A __crc_per_cpu__hrtimer_bases
c02678b4 r __kcrctab_per_cpu__hrtimer_bases
c026926b r __kstrtab_per_cpu__hrtimer_bases
c0265018 r __ksymtab_per_cpu__hrtimer_bases
c0279ea0 d per_cpu__hrtimer_bases

对比如上两列数据。
本实验只是为了验证一下EXPROT_SYMBOL.

2.1.EXPORT_SYMBOL和EXPORT_SYMBOL_GPL的区别
模块1：hello.c
     

1 #include
      2 #include
      3
      4 void function1(void)
      5 {
      6     printk("hello wold\n");
      7 }
      8 EXPORT_SYMBOL(function1);
      9
     10 void function2(void)
     11 {
     12     printk("hello wold again\n");
     13 }
     14 EXPORT_SYMBOL_GPL(function2);
     15
     16
     17 static int __init a_init_module(void)
     18 {
     19     return 0;
     20 }
     21
     22 static void __exit a_cleanup_module(void)
     23 {
     24     printk("<1>Bye, Bye\n");
     25
     26 }
     27
     28 module_init(a_init_module);
     29 module_exit(a_cleanup_module);

 
模块2：hello2.c
   

1 #include
     2 #include
     3
     4 //MODULE_LICENSE("GPL");
     5
     6 static int __init a_init_module(void)
     7 {
     8     function1();
     9 //    function2();
    10     return 0;
    11 }
    12
    13 static void __exit a_cleanup_module(void)
    14 {
    15     printk("<1>Bye, Bye\n");
    16
    17 }
    18
    19 module_init(a_init_module);
    20 module_exit(a_cleanup_module);

     
    首先编译后两个模块：hello.ko, hello2.ko
    A.在hello2.c中注释掉MODULE_LICENSE("GPL")和function2()两行，先insmod hello.ko然后insmod hello2.ko，一切正常。
    B.先insmod hello2.ko然后insmod hello.ko，会有出错信息，通过dmesg查看显示如下：hello2: Unknown symbol function1
    C.在hello2.c中打开function2()，先insmod hello.ko然后insmod hello2.ko，模块hello2.ko无法加载，显示如下信息：insmod: error inserting 'hello2.ko': -1 File exists，通过dmesg查看显示如下：hello2: Unknown symbol function2。在hello2.c中打开MODULE_LICENSE("GPL")或者用MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL")，先insmod hello.ko然后insmod hello2.ko，一切正常。

所以说EXPORT_SYMBOL_GPL的符号必须要用 MODULE_LICENSE("GPL")或者用MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL")之后才能在模块中引用。而且MODULE_LICENSE("char")中的char不可以是任意字符，否则错误和没有 MODULE_LICENSE效果一样。
    D.没有看MODULE_LICENSE内核代码，下一步去研读代码。

个人补充：在《linux内核设计与实现》一书第17章：设备与模块的17.2.8小结也提到了，相互结合会有更全面的认识！