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一、预备知识
1.1 什么是内核模块?
Linux 内核模块(LKM)是一些在启动的操作系统内核需要时可以载入内核执行的代码块,不
需要时由操作系统卸载。它们扩展了操作系统内核功能却不需要重新编译内核、启动系统。如果没
有内核模块,就不得不反复编译生成操作系统的内核镜像来加入新功能,当附加的功能很多时,还
会使内核变得臃肿。
1.2 Linux内核模块组成部分
(1) 模块加载函数(
必须
):当通过insmod 或modprobe 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。
(2) 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。
(3) 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。大多数情况下,内核模块应遵循GPL 兼
容许可权。
(4) 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。
(5) 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。
(6) 模块作者等信息声明(
可选
)
一个内核模块至少初始化函数init_module()和结束函数cleanup_module()。两个函数可以起任
意的名字,通过宏module_init()和module_exit()注册调用要编译内核模块,把代码嵌进内核空间。
二、源码编写
本节所提供示例十分简单,仅仅实现了在内核加载时打印“HELLO LINUX MODULE”,在内核
卸载时打印“GOODBYE LINUX MODULE”。
1.1 hello.c源码编写
/* 内核模块必须包含的头文件 */
#include<linux/module.h>
/* 加载函数:__init表示该函数只能在初始化期间使用,模块装载完后内核就会空间回收,释放内存*/
static int __init hello_init(void){
printk(KERN_INFO "HELLO LINUX MODULE\n");
return 0;
}
/* 卸载函数 */
static void __exit hello_exit(void){
printk(KERN_INFO "GOODBYE LINUX MODULE\n");
}
/* 宏:指明初始化函数和清除函数 */
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
/* 描述性定义*/
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); /* 许可协议 */
MODULE_AUTHOR("XZX"); /* 作者 */
MODULE_VERSION("V1.0") /* 版本号 */
1.2 Makefile编写
# 定义内核源码的目录
KERNELDIR ?=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
# 定义当前目录
PWD := $(shell pwd)
# 要生成的内核模块
obj-m := hello.o
all:
make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mode.c .tmp_versions *.mod *.order *.symvers
1.2 Makefile编写
三、源码编译
3.1 make编译
3.2 insmod加载内核模块
我们可以通过”sudo insmod hello.ko”加载内核模块,并通过lsmod查看
3.3 rmmod移除内核模块
通过“sudo rmmod hello”命令移除hello模块。如下图所示,此时列表中不再存在hello模块
3.4 查看内核模块
3.4.1 lsmod命令
3.4.2 cat /proc/modules
3.4.3 ls /sys/module/hello/
3.5 dmesg查看模块输出
四、小结
本节主要帮助大家了解基本的Linux内核模块开发框架和编译方法,掌握Linux内核模块添加流
程,理解了Linux内核模块代码中的一些常见宏和参数。