Linux內核驅動學習之HelloWorld內核模塊!

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(1)https://blog.csdn.net/sh21_/article/details/60878812?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.edu_weight&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.edu_weight

(2)https://www.cnblogs.com/wangyuezhuiyi/archive/2011/11/15/2250102.html

(3)https://blog.csdn.net/u010632165/article/details/86541941?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.edu_weight&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.edu_weight?


內核模塊基本原理:

內核模塊是可以根據實際需要可以動態加載和卸載到內核中的代碼。它們擴展了內核的功能,而無需重啟系統,就可以進行模塊加載,并工作。

Linux 內核模塊(LKM)是可以根據實際需要可以動態加載和卸載到內核中的代碼。它們擴展了操作系統內核功能卻不需要重新編譯內核、啟動系統。如果沒有內核模塊,就不得不反復編譯生成操作系統的內核鏡像來加入新功能,當附加的功能很多時,還會使內核變得臃腫。一個Linux 內核模塊主要由以下幾個部分組成:

(1) 模塊加載函數(必須):當通過insmod 或modprobe 命令加載內核模塊時,模塊的加載函數會自動被內核執行,完成本模塊相關初始化工作。

(2) 模塊卸載函數(必須):當通過rmmod 命令卸載模塊時,模塊的卸載函數會自動被內核執行,完成與模塊加載函數相反的功能。

(3) 模塊許可證聲明(必須):模塊許可證(LICENCE)聲明描述內核模塊的許可權限,如果不聲明LICENCE,模塊被加載時將收到內核被污染的警告。大多數情況下,內核模塊應遵循GPL 兼容許可權。Linux2.6 內核模塊最常見的是以MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”)語句聲明模塊采用BSD/GPL 雙LICENSE。

(4) 模塊參數(可選):模塊參數是模塊被加載的時候可以被傳遞給他的值,它本身對應模塊內部的全局變量。

(5) 模塊導出符號(可選):內核模塊可以導出符號(symbol,對應于函數或變量),這樣其他模塊可以使用本模塊中的變量或函數。

(6) 模塊作者等信息聲明(可選)。

一個內核模塊至少包含兩個函數,模塊被加載時執行的初始化函數init_module()和模塊被卸載時執行的結束函數cleanup_module()。在最新內核穩定版本2.6 中,兩個函數可以起任意的名字,通過宏module_init()和module_exit()注冊調用要編譯內核模塊,把代碼嵌進內核空間,首先要獲取內核源代碼,且版本必需與當前正在運行的版本一致。



helloworld.c

helloworld.c

(1) moudle.h 包含了大量加載模塊需要的函數和符號的定義.

(2) init.h 來指定你的初始化和清理函數

(3) MODULE_LICENSE("GPL");指定代碼使用哪個許可

?????????? 內核認識的特定許可有,?

??????????????? "GPL"( 適用 GNU 通用公共許可的任何版本 ),?

??????????????? "GPL v2"( 只適用 GPL 版本 2 ),?

??????????????? "GPL and additional rights",?

??????????????? "Dual BSD/GPL",?

??????????????? "Dual MPL/GPL",?

??????????????? "Proprietary".

(4) 除此之外還可以包含模塊的其他描述性定義

????????? MODULE_AUTHOR ( 聲明誰編寫了模塊 ),?

????????? MODULE_DESCRIPION( 一個人可讀的關于模塊做什么的聲明 ), MODULE_VERSION ( 一個代碼修訂版本號),

????????? MODULE_ALIAS ( 模塊為人所知的另一個名子 ),?

????????? MODULE_DEVICE_TABLE ( 來告知用戶空間, 模塊支持那些設備).

(5) static int hello_init(void)

???????????? 初始化函數應當聲明成靜態的,

??????????static void hello_exit(void)?

?????????????? 清理函數, 它注銷接口, 在模塊被去除之前返回所有資源給系統

(6) module_init(hello_init);

?????????? 這個宏定義增加了特別的段到模塊目標代碼中, 表明在哪里找到模塊的初始化函數. 沒有這個定義, 你的初始化函數不會被調用.

???????? ? module_exit(hello_exit);

(7)printk

??????????? 在 Linux 內核中定義并且對模塊可用; 它與標準 C 庫函數 printf 的行為相似. 內核需要它自己的打印函數, 因為它靠自己運行

(8)字串 KERN_ALERT 是消息的優先級,因為使用缺省優先級的消息可能不會在任何有用的地方顯示

Makefile

Makefile

(1)obj-m := hello.o

????????????? 表明有一個模塊要從目標文件 hello.o 建立. 在從目標文件建立后結果模塊命名為 hello.ko。

(2)KernelDIr := /lib/modules/$(shell uname -r)/build/

????????????? 用來定位內核源碼目錄

(3)PWD := $(shell pwd)

???????????? 獲得當前目錄路徑

(4)M=$(PWD) M= 選項

????????????? 使 makefile 在試圖建立模塊目標前, 回到你的模塊源碼目錄

(5)$(MAKE) -C $(KERNELDR) M=$(PWD) modules

????????????? 這個命令開始是改變它的目錄到用 -C 選項提供的目錄下( 就是說, 你的內核源碼目錄 ). 它在那里會發現內核的頂層 makefile. 這個 M= 選項使 makefile 在試圖建立模塊目標前, 回到你的模塊源碼目錄. 這個目標, 依次地, 是指在 obj-m 變量中發現的模塊列表, 在我們的例子里設成了 module.o.

(6)$(MAKE) -C $(KERNELDR) M=$(PWD) modules_install

???????????? 用于模塊的安裝

(7)rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions

???????????? 用于make clean清除上次編譯生成的文件


模塊加載、查看、卸載

insmod? ?helloworld.ko? ?#將編譯生成的ko文件加載到內核中

lsmod | grep helloworld #查看內核模塊是否有helloword

rmmod? ?helloworld.ko? ?#刪除內核中的ko模塊

模塊調試:

dmesg | grep "init success" # 在終端查看init函數中,KERN——INFO的打印信息

dmesg | grep "exit success" # 在終端查看exit函數中,KERN——INFO的打印信息

dmesg? #查看內存緩沖區的內容

dmesg | tail -12? ?#查看內核輸出信息,tail -12 顯示最后12條;

dmesg | grep word_count |tail -n 2

cat /var/log/syslog | grep word_count |tail -n 2

modinfo? 模塊名.ko? #查看模塊路徑、協議、作者等信息


echo? 'la zi ji' > /dev/wordcount? #向設備文件寫數據

dmesg?


初次編寫時出現的問題:

1. 卸載函數exit的返回值必須為void;

2.?$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) 后面只能是modules 或空

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