Linux驱动学习之模块化，参数传递，符号导出

news2024/11/25 7:52:33

1.模块化

1.1.模块化的基本概念：

模块化是指将特定的功能或组件独立出来，以便于开发、测试和维护。在Linux设备驱动中，模块化允许将驱动程序作为内核模块动态加载到系统中，从而提高了系统的灵活性和可扩展性。

1.2.Linux内核模块的特点：

动态加载和卸载：内核模块可以在系统运行时被动态加载或卸载，而无需重新编译整个内核。
更好的扩展性：系统可以根据需要加载或卸载模块，从而避免资源的浪费。
易于管理和维护：模块化的设计使得驱动程序的开发、测试和部署更加便捷

1.3.模块化的好处

独立：模块之间可以独立开发。
隔离：驱动模块与内核隔离，不需要改内核源码，不然来一个需求改一次内核源码，风险增加，而且编译内核，换内核都是相对麻烦（当然使用ftp导入内核没什么）。

1.4.驱动模块主要由以下几个部分组成：

模块加载函数（必须）：当通过insmod命令加载内核模块时，模块的加载函数会自动被内核执行，完成本模块相关初始化工作；
模块卸载函数（必须）：当通过rmmod命令卸载模块时，模块的卸载函数会自动被内核执行，完成与模块加载函数相反的功能；
模块许可证声明（必须）：模块许可证（LICENCE）声明描述内核模块的许可权限，如果不声明LICENCE,模块被加载时将收到内核被污染的警告。大多数
模块参数（可选）：模块参数是模块被加载的时候可以被传递给他的值，它本身对应模块内部的全局变量；
模块导出符号（可选）：内核模块可以导出符号(symbol,对应于函数或变量)，这样其他模块可以使用本模块中的变量或函数；
模块作者等信息声明（可选）。

2.驱动模块的相应接口

module_init(xxx_init); //注册模块加载函数

module_exit(xxx_exit); //注册模块卸载函数

MODULE_LICENSE( "GPL" ) //添加模块 LICENSE 信息

MODULE_AUTHOR( "你的名字" ) //添加模块作者信息

module_param(name,type,perm) //给模块传递参数

参数：

@name用来接收参数的变量名

@type参数的数据类型

@perm指定参数访问权限。

module_param_named(name_out,name_in,type,perm) //给模块传递参数

参数：

@name_out在加载模块时，参数的名字

@name_in模块内部变量的名字

@type 参数类型

@perm 访问权限

MODULE_PARM_DESC(name,describe); //给模块里面参数的变量指定一个描述信息，通过modinfo可以查看到
                参数
                    @name 变量名
                    @describe描述信息的字符串

EXPORT_SYMBOL(name); //导出符号
EXPORT_SYMBOL_GPL(name);

参数类型：

MODULE_LICENSE("GPL");

// "GPL" 是指明了这是GNU General Public License的任意版本
// “GPL v2” 是指明这仅声明为GPL的第二版本
// "GPL and addtional"
// "Dual BSD/GPL"
// "Dual MPL/GPL"
// "Proprietary" 私有的
注意：除非你的模块显式地声明一个开源版本，否则内核会默认你这是一个私有的模块(Proprietary)。

其他接口：

MODULE_DESCRIPTION（"描述"） // 对这个模块作一个简单的描述，modinfo可以查看
MODULE_VERSION // 这个模块的版本
MODULE_ALIAS // 这个模块的别名
MODULE_DEVICE_TABLE // 告诉用户空间这个模块支持什么样的设备，当系统检测到匹配这些ID设备时，就可以自动加载这个模块

3.测试以及测试解释

3.1.模块化接口测试

该测试用例没有加模块协议，运行会报“模块许可证“未指定”污染内核”，所以该加还是加上。

3.2.参数传递

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
static unsigned int var=0;
module_param(var,uint,0664);

static char *string;
module_param(string,charp,0444);
MODULE_PARM_DESC(var, "int value");
MODULE_PARM_DESC(string, "str value");


static int hello_init(void)
{
        printk("hello my drivce \r\n");
        printk("int value %u \r\n", var);
        printk("str value %s \r\n", string);

        return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
        printk("hello_exit \r\n");
        printk("int value %u \r\n", var);
        printk("str value %s \r\n", string);
        return;
}


MODULE_AUTHOR("seven");
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_DESCRIPTION("module test.");

测试：

加载驱动可以传递参数如：（insmod 01_module_test.ko string="seven" var=10），这里初始化的时候不设置参数，通过修改 /sys/module/01_module_test/parameters/变量名这个文件去修改对应的值，然后卸载程序的时候打印出来看看。

3.3.符号导出

a驱动代码（a驱动导出符号给b驱动使用）

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
static int global_var = 100;
static void show(void)
{
        printk("a module show():  global_var =%d \n",global_var);
}
static int hello_init(void)
{
        printk("a module export :global_var=%d\n",global_var);
        return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
        printk("hello_exit \n");
        return;
}


EXPORT_SYMBOL(global_var);
EXPORT_SYMBOL(show);
MODULE_AUTHOR("seven");
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

b驱动代码：

#include <linux/module.h>

extern int global_var;
extern  void show(void);
static int hello_init(void)
{
        printk("module b: global_var= %d\n",global_var);
        global_var--;
        show();
        printk("module b: global_var= %d\n",global_var);
        global_var--;
        show();
        return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
        printk("hello_exit \n");
        return;
}
MODULE_AUTHOR("seven");
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

运行时候