Linux内核模块开发

发表于:2017-4-01 10:01

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 作者:Just For Coding    来源:51Testing软件测试网采编

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Linux
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  Linux内核支持动态加载或卸载模块。这种机制使得不用重新编译内核就可以方便地扩展内核功能,也减小了内核镜像的大小。一般情况下,Linux设备驱动都以模块形式来实现,需要时再加载。
  内核模块的扩展名为 .ko , 一般位于 /lib/modules/<kernel_version>/kernel 目录下。
  本文通过一个”hello world”级别的内核模块,来展示内核模块如何开发。
  首先,来看内核模块的操作命令。
  · lsmod: 展示已经加载的内核模块
[root@centos1 vagrant]# lsmod
Module                  Size  Used by
nfnetlink_queue        18197  0
nfnetlink              14606  1 nfnetlink_queue
iptable_filter         12810  0
xt_NFQUEUE             12697  0
vboxsf                 39725  1
crct10dif_pclmul       14289  0
crc32_pclmul           13113  0
crc32c_intel           22079  0
ghash_clmulni_intel    13259  0
ppdev                  17671  0
  · insmod: 加载内核模块
[root@centos1 hello]# insmod ./hello.ko
[root@centos1 hello]# lsmod |grep hello
hello                  12428  0
  · modinfo: 展示模块文件信息
[root@centos1 hello]# modinfo hello.ko
filename:       /home/vagrant/hello/hello.ko
description:    A Simple Hello World module
author:         flygoast
license:        GPL
rhelversion:    7.1
srcversion:     2E67B30196A57711CD2CC3E
depends:
vermagic:       3.10.0-229.14.1.el7.x86_64 SMP mod_unload modversions
  · rmmod: 移除内核模块, 需要注意的是,若该模块还在被其他模块使用,则不能被移除
  [root@centos1 hello]# rmmod hello.ko
  [root@centos1 hello]#
  · modprobe: 基于模块依赖智能的添加或者移除内核模块,具体信息参考man modprobe
  接下来,说明内核模块开发的流程。
  编译内核模块时,需要内核开发包,我的环境为CentOS7,使用YUM命令安装:
  yum install -y kernel-devel
  创建一个目录 hello , 并在其中编辑源代码文件 hello.c , 内容如下:
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("flygoast");
MODULE_DESCRIPTION("A Simple Hello World module");
static int __init hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello world!\n");
return 0;
}
static void __exit hello_cleanup(void)
{
printk(KERN_INFO "Cleaning up module.\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_cleanup);
  创建 Makefile 文件,内容如下:
obj-m += hello.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
  编译生成内核模块:
[root@centos1 hello]# make
make -C /lib/modules/3.10.0-229.14.1.el7.x86_64/build M=/home/vagrant/hello modules
make[1]: Entering directory `/usr/src/kernels/3.10.0-229.14.1.el7.x86_64'
CC [M]  /home/vagrant/hello/hello.o
Building modules, stage 2.
MODPOST 1 modules
CC      /home/vagrant/hello/hello.mod.o
LD [M]  /home/vagrant/hello/hello.ko
make[1]: Leaving directory `/usr/src/kernels/3.10.0-229.14.1.el7.x86_64’
  编译已经完成,我们动态加载和移除该模块:
[root@centos1 hello]# insmod hello.ko
[root@centos1 hello]# dmesg | tail -1
[62576.091311] Hello world!
[root@centos1 hello]# rmmod hello.ko
[root@centos1 hello]# dmesg | tail -1
[62611.981529] Cleaning up module.
  内核模块被加载时, module_init 宏会被调用。在我们模块中,它会调用 hello_init 函数在 /var/log/message 中输出字符串。与此类似,内核模块被移除时, module_exit 宏会被调用,它会调用 hello_cleanup 函数完成模块资源的清理工作
  以上简要说明了内核模块开发的流程。在编写内核模块时,需要非常小心,一个小错误就会导致内核崩溃。若模块被移除时资源没有被完全释放,也会造成资源的浪费。
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