内核模块编程之入门（一）-话说模块

内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。

一、 什么是模块

模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。

二、 编写一个简单的模块

模块和内核都在内核空间运行，模块编程在一定意义上说就是内核编程。因为内核版本的每次变化，其中的某些函数名也会相应地发生变化，因此模块编程与内核版本密切相关。以下例子针对2.6内核

1．程序举例

hellomod.c
001
// hello world driver for Linux 2.6
004 #include
005 #include
006 #include
/* 必要的头文件*/

009 static int __init lkp_init( void )
{
printk(“<1>Hello,World! from the kernel space…\n”);
return 0;
013 }

015 static void __exit lkp_cleanup( void )
{
printk(“<1>Goodbye, World! leaving kernel space…\n”);
018
}
020 module_init(lkp_init);
021 module_exit(lkp_cleanup);
022 MODULE_LICENSE(“GPL”);

．说明 第4行： 所有模块都要使用头文件module.h，此文件必须包含进来。 第5行： 头文件kernel.h包含了常用的内核函数。 第6行： 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。 建议浏览一下该文件中的代码和注释。 第9-12行： 这是模块的初始化函数，它必需包含诸如要编译的代码、初始化数据结构等内容。 第11行使用了printk()函数，该函数是由内核定义的，功能与C库中的printf()类似， 它把要打印的信息输出到终端或系统日志。字符串中的<1>是输出的级别， 表示立即在终端输出。 第15-18行： 这是模块的退出和清理函数。此处可以做所有终止该驱动程序时相关的清理工作。 第20行： 这是驱动程序初始化的入口点。对于内置模块，内核在引导时调用该入口点； 对于可加载模块则在该模块插入内核时才调用。 第21行： 对于可加载模块，内核在此处调用module_cleanup（）函数，而对于内置的模块， 它什么都不做。 第22行： 提示可能没有GNU公共许可证。有几个宏是在2.4版的内核中才开发的（详情参见modules.h）。 函数module_init()和cleanup_exit()是模块编程中最基本也是必须的两个函数。 module_init()向内核注册模块所提供的新功能， 而cleanup_exit()注销由模块提供的所有功能。