linux驱动程序开发详细介绍

作者:佚名     字体:[增加 减小]    类型:转载
前提,一般来说内核代码的错误可能会引起一个用户进程的死亡,或者整个系统的瘫痪,更严重的后果,可能导致磁盘损伤~因此建议最好有一台实验机进行系统的测试
前提,一般来说内核代码的错误可能会引起一个用户进程的死亡,或者整个系统的瘫痪,更严重的后果,可能导致磁盘损伤~因此建议最好有一台实验机进行系统的测试。 第一个内核模块(Hello World模块)
 
View Code 
#include<linux/init.h> 
#include<linux/module.h> 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); 
static __init int hello_init(void) 
{ 
//printk函数在内核中定义对模块可用,内核需要自已的打印涵数 
//因为它靠自已运行,而没有相应的库函数。 
//模块能够调用printk是因为insmod加载了之后,模块被链接到内核 
//因些可调用内核的公用符号,KERN_ALERT是消息的优先级 
printk(KERN_ALERT"HELLO WORLD\n"); 
return 0; 
} 
static __exit void hello_exit(void) 
{ 
printk(KERN_ALERT"GoodBye\n"); 
} 
module_init(hello_init); 
module_exit(hello_exit); 
在这个模块中定义了两个函数,一个在模块加载到内核时调用(hello_init),另一个在从内核将模块移出时调用(hello_exit);在上面的代码中,module_init与module_exit是两个内核宏定义,用于告诉内核从哪里启动,从哪里退出,MODULE_LICENSE宏用于声明模块是遵守某个自由许可证的,否则内核加载时会出现警告。 好了,现在可以对上面这个程序进行相应的测试,在测试之前必须要编写相应的Makefile文件,模块的编译与普通程序的编译是不同的 Makefile文件
 
View Code 
#makefile for hello world 
# KERNELRELEASE是在内核源码中定义的第一个变量 
ifneq ($(KERNELRELEASE),) #判断变量是否为空(第一次执行时没有定义) 
#没定义时执行else语句 
obj-m := HelloWorld.o#表明有一个模块要从目录文件HelloWorld.o建立,建立之后将其 
#命名为HelloWorld.ko 
#如果有一个模块名为module.ko,来自于两个源文件,假设为file1.c与file2.c 
#则应该这样 obj-m := module.o 
# module-objs:=file1.o file2.o 
else 
KDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build 
all: 
#当make的目标为all时,-C $(KDIR)跳到内核源码目录下读取Makefile 
#M=$(PWD)表示返回当前目录继续读取,执行当前的Makefile,当再次执行时 
#$(KERNELRELEASE)已经定义,make将读取else之前的内容 
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules 
clean: 
rm -rf *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers 
endif 
相应的解释如上 开如编译内核:必须要是超级用户 在当前路径下输入make 编译完成后,输入insmd HelloWorld.ko进行内核的加载,使用dmesg |tail可以查看内核的输出信息。 移除内核采用rmmod HelloWorld 相应的使用dmesg|tail可以看到打印出GoodBye Printk可能没有输出到屏幕上,这与KERN_ALERT的优先级有关,说明还不够高,内核输出的内容实际在/var/log/kern.log中,可以vim /var/log/kern.log查看。 内核模块与应用程序的不同: 1:应用程序运行后就会处理相应的任务,而内核模块注册后是用来服务于将来请求,并且初始化函数加了__init之后,调用完后,内存空间立即释放。 2:应用程序终止时可以不用负责回收资源,由操作系统来维护,但内核模块在除时必须释放资源。 3:应用程序可以调用相应的库函数,而内核模块能够调用的则只要内核中输入的那些函数。在内核模块的编程中,源文件不应当包括通常的头文件,但也有例外,如<stdarg.h>等少部分头文件是仅有的例外。 4:错误的处理方式不同,在应用程序中段错误,可以由相应的调试程序进行检查更改,但内核模块中,段错误,如果不终止整个系统的话,就会终止当前进程。 用户空间与内核空间: 应用程序在用户空间运行,而内核模块是在内核空间内运行的。每种模式都有它自已的内存映射,它自已的地址空间。 内核与当前进程的关系: 内核模块做的大部份动作是代表一个特定进程的,内核代码可以引用当前进程,通过存取全局项current,它在<asm/cuurent.h>定义: #define current get_current()//通过这个宏定义可以获取指向task_struct的任务指针 内核代码可以通过current来使用进程特定的信息。 内核符号表: 内核模块在加载时通过查找内核符号表来解决未定义的符号,内核符号表包涵了全局内核项的地址,当加载一个模块时,模块中输出的符号也将成为内核符号表的一部分。 模块的输入符号通常采用以下两种形式: EXPORT_SYMBOL(name) EXPORT_SYMBOL_GPL(name) 上面的宏定义中的任何一个使得给定的符号在模块外使用,_GPL版本的宏定义只能使符号对_GPL许可的模块可用。 版本依赖: 模块代码一定要为每个它要连接的内核版本重新编译,在模块编译的过程中,其中一步是到当前的内核对读取Makefile文件,在编译的过程中会采用内核树中的文件(vermagic.o)连接你的模块,在这个文件里面有许多有关内核的信息,包括版本... 模块参数: 模块参数由insmod与modprobe在加载时指定。 对前面的HelloWorld.c进行修改如下: 在终端上输入
 
Make 
Insmod HelloWorld.ko who=”test” num=10 
Dmesg|tail -3 
即可以看到。 声明数组参数时采用module_param_array(name,type,num,perm) Name是数组的名字,type是数组元素的类型,num是数组无数的个数,perm是权限 附:insmod Insmod将内核模块加载到内存中,它依赖一个在kernel/module.c中定义的系统调用,函数sys_init_module分配内核内存来存放模块,它接着copy模块的代码段到这块内存区,借助内核符号表来解决模块中的内核引用,并且调用模块的初始经函数来启动所有的东西。 Modprobe工具也用来加载一个内核模块到内存,与insmod不同的是,它会查看要加载的模块,看看是否引用了当前内核没有定义的符号。如要有,它会在当前搜索路径下寻找其他模块,看是否这个符号的定义,如果有,则将这个模块也加载进内核。 Rmmod用来去除内核模块,如果内核认为模块还在使用,或者内核配置了不允许去除模块,则模块的卸载会失败。 Lsmod例举出当前系统中加载的所有模块列表。 内核模块编程中函数通常声明为静态的,是因为它们不会在文件之外可见。