Linux驅動程序編寫復習

Linux驅動

Linux內核模塊的優(yōu)點與缺點優(yōu)點使得內核更加緊湊和靈活修改內核時，不必全部重新編譯整個內核。系統(tǒng)如果需要使用新模塊，只要編譯相應的模塊，然后使用insmod將模塊裝載即可模塊的目標代碼一旦被鏈接到內核，它的作用域和靜態(tài)鏈接的內核目標代碼完全等價缺點由于內核所占用的內存是不會被換出的，所以鏈接進內核的模塊會給整個系統(tǒng)帶來一定的性能和內存利用方面的損失;裝入內核的模塊就成為內核的一部分，可以修改內核中的其他部分，因此，模塊的使用不當會導致系統(tǒng)崩潰;為了讓內核模塊能訪問所有內核資源，內核必須維護符號表，并在裝入和卸載模塊時修改符號表;模塊會要求利用其它模塊的功能，所以，內核要維護模塊之間的依賴性.Linux內核模塊與應用程序的區(qū)別C語言程序Linux內核模塊運行用戶空間內核空間入口main()module_init()指定;出口無module_exit()指定;

編譯gcc–cMakefile連接ldinsmod運行直接運行insmod調試gdbkdbug,kdb,kgdb等模塊相關命令

insmod<module.ko>[moduleparameters]Loadthemodule注意，只有超級用戶才能使用這個命令RmmodUnloadthemodulelsmodListallmodulesloadedintothekernel這個命令和cat/proc/modules等價modprobe[-r]<modulename>–Loadthemodulespecifiedandmodulesitdepends模塊依賴一個模塊A引用另一個模塊B所導出的符號，我們就說模塊B被模塊A引用。如果要裝載模塊A，必須先要裝載模塊B。否則，模塊B所導出的那些符號的引用就不可能被鏈接到模塊A中。這種模塊間的相互關系就叫做模塊依賴。最簡單的內核模塊例子#include<linux/kernel.h>#include<linux/module.h>#include<linux/init.h>staticint__inithello_init(void){ printk(KERN_INFO"Helloworld\n"); return0;}staticvoid__exithello_exit(void){ printk(KERN_INFO"Goodbyeworld\n");}module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);staticint__inithello_init(void)staticvoid__exithello_exit(void)Static聲明，因為這種函數(shù)在特定文件之外沒有其它意義__init標記,該函數(shù)只在初始化期間使用。模塊裝載后，將該函數(shù)占用的內存空間釋放__exit標記該代碼僅用于模塊卸載。Init/exit宏：module_init/module_exit聲明模塊初始化及清除函數(shù)所在的位置裝載和卸載模塊時，內核可以自動找到相應的函數(shù)

module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);編譯內核模塊Makefile文件obj-m:=hello.oall:make-C/lib/modules/$(shelluname-r)/buildM=$(shellpwd)modulesclean:make-C/lib/modules/$(shelluname-r)/buildM=$(shellpwd)cleanModuleincludesmorefilesobj-m:=hello.ohello-objs:=a.ob.o裝載和卸載模塊相關命令lsmodinsmodhello.kormmodhello.ko模塊參數(shù)傳遞有些模塊需要傳遞一些參數(shù)參數(shù)在模塊加載時傳遞

#insmodhello.kotest=2參數(shù)需要使用module_param宏來聲明

module_param的參數(shù)：變量名稱，類型以及訪問許可掩碼支持的參數(shù)類型Byte,short,ushort,int,uint,long,ulong,bool,charpArray(module_param_array(name,type,nump,perm))#include<linux/kernel.h>#include<linux/module.h>#include<linux/init.h>#include<linux/moduleparam.h>staticinttest;module_param(test,int,0644);staticint__inithello_init(void){ printk(KERN_INFO“Helloworldtest=%d\n”,test); return0;}staticvoid__exithello_exit(void){ printk(KERN_INFO"Goodbyeworld\n");}MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_DESCRIPTION("Test");MODULE_AUTHOR("xxx");module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);導出符號表如果一個模塊需要向其他模塊導出符號（方法或全局變量），需要使用：

EXPORT_SYMBOL(name); EXPORT_SYMBOL_GPL(name); *注意：符號必須在模塊文件的全局部分導出，不能在函數(shù)部分導出。更多信息可參考<linux/module.h>文件Modules僅可以使用由Kernel或者其他Modules導出的符號不能使用Libc/proc/kallsyms可以顯示所有導出的符號內核模塊操作/proc文件/proc文件系統(tǒng)，這是內核模塊和系統(tǒng)交互的兩種主要方式之一。/proc文件系統(tǒng)也是Linux操作系統(tǒng)的特色之一。/proc文件系統(tǒng)不是普通意義上的文件系統(tǒng)，它是一個偽文件系統(tǒng)。通過/proc，可以用標準Unix系統(tǒng)調用(比如open()、read()、write()、ioctl()等等)訪問進程地址空間可以用cat、more等命令查看/proc文件中的信息。用戶和應用程序可以通過/proc得到系統(tǒng)的信息，并可以改變內核的某些參數(shù)。當調試程序或者試圖獲取指定進程狀態(tài)的時候，/proc文件系統(tǒng)將是你強有力的支持者。通過它可以創(chuàng)建更強大的工具，獲取更多信息。/proc相關函數(shù)create_proc_entry()

創(chuàng)建一個文件proc_symlink()

創(chuàng)建符號鏈接proc_mknod()

創(chuàng)建設備文件proc_mkdir()

創(chuàng)建目錄remove_proc_entry()

刪除文件或目錄Linux2.6內核中有關模塊部分的改變模塊引用計數(shù)器

Linux2.4中在linux/module.h中定義了三個宏來維護實用計數(shù)：

__MOD_INC_USE_COUNT

當前模塊計數(shù)加一

__MOD_DEC_USE_COUNT

當前模塊計數(shù)減一

__MOD_IN_USE

計數(shù)非0時返回真

在Linux2.6中，模塊引用計數(shù)器由系統(tǒng)自動維護，所以程序中有關這些宏都可以注釋掉。

關于符號導出列表（listofexportedsymbols）

Linux2.4中會用EXPORT_NO_SYMBOLS宏，來表示不想導出任何變量或函數(shù)。 在Linux2.6中這個宏也已經(jīng)消失。系統(tǒng)默認為不導出任何變量或函數(shù)。

模塊程序編譯方法的改變

Linux2.4中命令為：

gcc–Wall–DMODULE–D__KERNEL__-DLINUX–c源文件名.c

其中：

__KERNEL__：

即告訴頭文件這些代碼將在內核模式下運行

MODULE：

即告訴頭文件要給出適當?shù)膬群四K的定義

LINUX：

并非必要

-Wall：

顯示所有warning信息。Linux2.6中必須寫makefile。通過make命令編譯程序。

Linux2.6中makefile的寫法：（以helloworld為例）

//Makefileobj-m+=hello.o

all:

make-C/lib/modules/$(shelluname-r)/buildM=$(PWD)modules

clean:

make-C/lib/modules/$(shelluname-r)/buildM=$(PWD)clean

*注意：all下一行需要有一個“Tab”鍵，不要寫成空格或略去，不然系統(tǒng)無法識別，報錯：nothingtobedonefor“all”。用以加載的目標文件類型已經(jīng)改變Linux2.4中用以加載為模塊的目標文件擴展名為.oLinux2.6中中用以加載為模塊的目標文件擴展名為.ko在Linux2.4中，函數(shù)init_module()和函數(shù)cleanup_module()是必不可少的；而在Linux2.6中，同樣功能的函數(shù)并非一定要起這兩個函數(shù)名。Lab模塊編程WriteTwoModule:Module1:Hell