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Linux内核分析（二）----内核模块简介|简单内核模块实现

2024-11-22 00:13:05   202人阅读

Linux内核分析（二）

昨天我们开始了内核的分析，网上有很多人是用用源码直接分析，这样造成的问题是，大家觉得很枯燥很难理解，从某种意义上来说linux系统本身就是由一个个模块构成的，所以我会结合内核模块的设计，去分析内核，从而达到对linux内核的理解。

今天我们会分析到以下内容：

1.      Linux内核模块简介

2.      简单内核模块实现

 

l  Linux内核模块简介

1.       何为内核模块

在上一篇博文中我们先通过内核配置，在配置的过程中我们对内核的组件进行了选择（当然这个选择决定了我们内核的大小），然后才生成了我们最终的内核，那么我们如果想添加组件，怎么办？

最笨的方法是对内核进行重新配置，然后在重新编译。这样的话岂不是说我加一个组件就得重新编译内核，这显然不是很科学的方法，其实我们的linux内核提供在运行时可进行扩展的特性，这意味着当系统启动并运行时，我们可以向内核添加或移除部分功能。

我们在运行时添加到内核中的代码就被成为动态可加载内核模块，我们简称为内核模块。

2.       内核模块的相关操作

a)        加载内核模块：insmod

b)        卸载内核模块：rmmod

c)        查看内核模块：lsmod

3.       模块声明

a)        MODULE_LICENSE（“GPL”）：内核可以识别的许可证有GPL（任意版本GNU通用公共许可证）、GPL v2等

b)        MODULE_AUTHOR（“作者”）：声明作者信息可以不用

c)        MODULE_VERSION（“版本”）：声明版本信息也可以不用

d)        MODULE_DESCRIPTION（“功能描述”）：声明模块功能，可不用

4.       模块参数

我们可以在加载内核模块的时候向其传递参数，以让同一代码达到不同的效果。当然我们的参数必须用module_param宏来声明具体如下：

 1 module_param（name，type，perm） 

a)        name：变量名

b)        type：数据类型内核支持模块参数类型有：bool、invbool（bool的发转，true变为false，false变为true）、charp（char类型指针值）、int、long、short、uint、ulong、ushort、

c)        perm：常见的访问许可值通常为S_IRUGO和S_IWUSR。通常情况下将他们按位或

同时我们也可以用下面的宏声明数组：

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

5.       模块符号导出

当一个模块要使用另一个模块的函数（变量）的时候，要使用EXPORT_SYMBOL（符号名）或者EXPORT_SYMBOL_GPL（符号名）来申明。

注：EXPORT_SYMBOL_GPL（）只适用于遵循GPL协议的模块

l  简单内核模块实现

想必大家都记得我们在学习某种语言的时候，写的第一个程序大部分都是输出hello world，所以我接下来用我们刚才介绍的内核模块去完成hello world。

1.       内核模块编写

通过上面部分内容的介绍，要完成第一内核模块不是很难，下面是自己的代码。

  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);//该宏在模块的目标代码中增加一个特殊的段，用于说明内核初始化函数所在的位置14 module_exit(hello_exit);//跟上面的宏对立

2.       Makefile编写

Makefile的编写也比较简单，要注意的地方代码中已经说明。

 

1 obj-m := hello.o2 DIRS :=/smbshare/linux-2.6.39///此处路径为内核源码路径，该内核源码必须要经过编译，不然会报错3 all:4 make -C $(DIRS) M=$(PWD) modules5 clean:6 rm -Rf*.o *.ko *.mod.c *.order *.symvers

 

经过了上面两个步骤，我们然后编译加载然后卸载我们的模块进行试验。

编译：

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加载：

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查看：

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卸载：

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3.       Printk函数简介

printk函数为内核打印函数，其和printf函数功能类似，不过比printf多了打印权限一共有8个级别，printk的日志级别定义如下（在include/linux/kernel.h中）：

 

1 #define KERN_EMERG 0 //紧急事件消息，系统崩溃之前提示，表示系统不可用2 #define KERN_ALERT  1 //报告消息，表示必须立即采取措施3 #define KERN_CRIT    2 //临界条件，通常涉及严重的硬件或软件操作失败4 #define KERN_ERR     3 //错误条件，驱动程序常用KERN_ERR来报告硬件的错误5 #define KERN_WARNING  4 //警告条件，对可能出现问题的情况进行警告6 #define KERN_NOTICE 5 //正常但又重要的条件，用于提醒7 #define KERN_INFO 6    //提示信息，如驱动程序启动时，打印硬件信息8 #define KERN_DEBUG 7 //调试级别的消息

 

今天的内容比较简单，只是对内核模块有了一个初步的了解，所以我今天在给大家推荐一个比较好用的工具，叫做exvim其将好多vim的工具进行了集成，个人感觉十分方便，就是换电脑什么的也不怕自己的配置丢失了。贴一张自己使用的图，大家有兴趣的可以去http://exvim.github.io/ 了解。

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