内核模块上
主要内容
向内核添加新功能
内核模块基础代码讲解
内核模块多源文件编程
内核模块信息宏
一、向内核添加新功能
1.1 静态加载法:
即新功能源码与内核其它代码一起编译进uImage文件内
Kconfig是make menuconfig的界面配置文件
1.2动态加载法:
新功能源码单独作为模块编译
内核模块下
模块传参
模块依赖
模块编程与应用编程的比较
内核接口头文件查询
一、模块传参
module_param(name,type,perm);//将指定的全局变量设置成模块参数name:全局变量名
type:使用符号 实际类型 传参方式bool bool insmod xxx.ko 变量名=0 或 1invbool bool insmod xxx.ko 变量名=0 或 1charp char * insmod xxx.ko 变量名="字符串内容"short short insmod xxx.ko 变量名=数值int int insmod xxx.ko 变量名=数值long long insmod xxx.ko 变量名=数值ushort unsigned short insmod xxx.ko 变量名=数值uint unsigned int insmod xxx.ko 变量名=数值ulong unsigned long insmod xxx.ko 变量名=数值
perm:给对应文件 /sys/module/name/parameters/变量名 指定操作权限(一般为0664)#define S_IRWXU 00700#define S_IRUSR 00400#define S_IWUSR 00200#define S_IXUSR 00100#define S_IRWXG 00070#define S_IRGRP 00040#define S_IWGRP 00020#define S_IXGRP 00010#define S_IRWXO 00007#define S_IROTH 00004#define S_IWOTH 00002 //不要用 编译出错#define S_IXOTH 00001
数组传递
module_param_array(name,type,&num,perm);
/*
name、type、perm同module_param,type指数组中元素的类型
&num:存放数组大小变量的地址,可以填NULL(确保传参个数不越界)传参方式 insmod xxx.ko 数组名=元素值0,元素值1,...元素值num-1
*/
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>int gx = 10;
char *gstr="chris love ljx";
int garr[5]={1,2,3,4,5};module_param(gx,int,0664);
module_param(gstr,charp,0664);
module_param_array(garr,int,NULL,0664);int __init testparam_init(void)
{int i = 0;printk("gx = %d\n",gx);printk("gstr = %s\n",gstr);for(i = 0;i<5;i++){printk("%d",garr[i]);}printk("\n");return 0;
}void __exit testparam_exit(void)
{printk("test1 will exit\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(testparam_init);
module_exit(testparam_exit);
传递参数
二、模块依赖
modulea.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>int ga = 6;
EXPORT_SYMBOL(ga);int __init modulea_init(void)
{printk("ga = %d\n",ga);return 0;
}void __exit modulea_exit(void)
{printk("modulea will exit\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(modulea_init);
module_exit(modulea_exit);
moduleb.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>extern int ga;int __init moduleb_init(void)
{printk("In moduleb_init,ga = %d\n",ga);return 0;
}void __exit moduleb_exit(void)
{printk("moduleb will exit\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(moduleb_init);
module_exit(moduleb_exit);
Makefile
ifeq ($(KERNELRELEASE),)ifeq ($(ARCH),arm)
KERNELDIR ?= /home/chris/Linux_4412/kernel/linux-3.14
ROOTFS ?= /opt/4412/rootfs
else
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
PWD := $(shell pwd)modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modulesmodules_install:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules INSTALL_MOD_PATH=$(ROOTFS) modules_installclean:rm -rf *.o *.ko .*.cmd *.mod.* modules.order Module.symvers .tmp_versionselse
obj-m += modulea.o
obj-m += moduleb.oendif
两个依赖模块在不同文件夹时,需要将被依赖的模块先编译,将生成的Modele.symvers文件放到依赖模块的同路径,再编译
两个用于导出模块中符号名称的宏:
EXPORT_SYMBOL(函数名或全局变量名)
EXPORT_SYMBOL_GPL(函数名或全局变量名) 需要GPL许可证协议验证
使用导出符号的地方,需要对这些符号进行extern声明后才能使用这些符号
B模块使用了A模块导出的符号,此时称B模块依赖于A模块,则:
-
编译次序:先编译模块A,再编译模块B,当两个模块源码在不同目录时,需要:i. 先编译导出符号的模块A ii. 拷贝A模块目录中的Module.symvers到B模块目录 iii. 编译使用符号的模块B。否则编译B模块时有符号未定义错误
-
加载次序:先插入A模块,再插入B模块,否则B模块插入失败
-
卸载次序:先卸载B模块,在卸载A模块,否则A模块卸载失败三、内核空间和用户空间
三、内核空间和用户空间
为了彻底解决一个应用程序出错不影响系统和其它app的运行,操作系统给每个app一个独立的假想的地址空间,这个假想的地址空间被称为虚拟地址空间(也叫逻辑地址),操作系统也占用其中固定的一部分,32位Linux的虚拟地址空间大小为4G,并将其划分两部分:
-
0~3G 用户空间 :每个应用程序只能使用自己的这份虚拟地址空间
-
3G~4G 内核空间:内核使用的虚拟地址空间,应用程序不能直接使用这份地址空间,但可以 通过一些系统调用函数与其中的某些空间进行数据通信
实际内存操作时,需要将虚拟地址映射到实际内存的物理地址,然后才进行实际的内存读写
四、执行流
执行流:有开始有结束总体顺序执行的一段独立代码,又被称为代码上下文
计算机系统中的执行流的分类:
执行流:
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任务流--任务上下文(都参与CPU时间片轮转,都有任务五状态:就绪态 运行态 睡眠态 僵死态 暂停态)
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进程
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线程
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内核线程:内核创建的线程
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应用线程:应用进程创建的线程
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-
-
异常流--异常上下文
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中断
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其它异常
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应用编程可能涉及到的执行流:
-
进程
-
线程
内核编程可能涉及到的执行流:
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应用程序自身代码运行在用户空间,处于用户态 ----------------- 用户态app
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应用程序正在调用系统调用函数,运行在内核空间,处于内核态,即代码是内核代码但处于应用执行流(即属于一个应用进程或应用线程) ---- 内核态app
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一直运行于内核空间,处于内核态,属于内核内的任务上下文 --------- 内核线程
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一直运行于内核空间,处于内核态,专门用来处理各种异常 --------- 异常上下文
五、模块编程与应用编程的比较
六、内核接口头文件查询
大部分API函数包含的头文件在include/linux目录下,因此:
-
首先在include/linux 查询指定函数:grep 名称 ./ -r -n
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找不到则更大范围的include目录下查询,命令同上
例:
grep MODULE_AUTHOR ./ -r -n