一个Linux驱动工程师必知的内核模块知识

news2024/12/24 2:14:54

最简单的驱动

#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

static int __init my_init(void)
{
 printk("my_init\n");
    return 0;
}

static void __exit my_exit(void)
{
 printk("my_exit\n");
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

加载卸载模块命令

模块加载

insmod:加载指定目录下的一个.ko文件到内核。例如:

# insmod drv.ko

modprob:自动加载模块到内核,相对于insmod来讲更智能。在执行该命令前最好运行一次depmod命令来更新模块的依赖信息,使用modprobe不指定路径和后缀,例如:

# depmod
# modprobe drv

模块卸载

rmmod:卸载模块。例如:

# rmmod drv

模块信息

modinfo:查看模块的信息。例如:

# modinfo drv
filename: /lib/modules/3.13.0-32-generic/drv.ko
srcversion: 533BB7E5866E52F63B9ACCB
depends:
vermagic: 3.13.0-32-generic SMP mod_unload modversions 686

多个源文件编译生成一个内核模块

例如,将hello.c和world.c两个c文件编译生成一个叫hello_world.o的目标文件,则在Makefile中添加以下两句:

obj-m := hello_world.o
hello_world-objs = hello.c world.c

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学习直通车:Linux内核源码内存调优文件系统进程管理设备驱动/网络协议栈

内核污染

insmod ko模块时,可能出现如下提示:

loading out-of-tree module taints kernel

几个可能原因:

  • 模块没有声明GPL协议
  • 当前linux内核版本和编译模块使用的内核版本不一致
  • 使用内核源代码未包含的树外模块

printk和printf

在内核中的打印函数是printkprintkprintf的行为非常相似,但是通常printk不支持浮点数,例如要打印一个浮点变量,在编译时通常会出现如下警告,并且模块也不会加载成功:

WARNING:"__extendsfdf2" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
WARNING:"__truncdfsf2" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
WARNING:"__divdf32" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
WARNING:"__floatsidf" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!

内核模块参数

在加载一个.ko模块时,也可以像应用程序那样,通过命令行传入一些参数,这个过程发生在调用模块初始化函数之前。

内核支持的参数类型有:boolinvbool(反转值bool类型)、charp(字符串指针)、shortintlongushortuintulong。这些类型又可以复合成对应的数组类型。

具体用法,在驱动中定义三个变量baudrateportname

static int baudrate = 9600;
static int port[4] = {0,1,2,3};
static char *name = "user";

module_param(baudrate, int, S_IRUGO);
module_param_array(port, int, NULL, S_IRUGO);
module_param(name, charp, S_IRUGO);

使用module_parammodule_param_array宏声明这些变量为模块参数。说明:

module_param(name,type,perm)
module_param_array(name,type,nump,perm)

name:变量的名字

type:变量或数组元素的类型

nump:数组元素个数的指针,可选

perm:在sysfs文件系统中对应文件的权限属性。

权限的取值参考<linux/stat.h>头文件。

修改这三个变量的值,即加载模块时传参:

insmod user.ko baudrate=115200 port=1,2,3,4 name="virtual-serial"

C库

内核模块处于C函数库之下,自然就不能调用C库函数(内核源码会实现类似的函数).

而应用程序则可以随意调用C库函数。

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