Linux学习之内核模块开发详解

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 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.kofilename: /home/vagrant/hello/hello.kodescription: A Simple Hello World moduleauthor:
flygoastlicense: GPLrhelversion: 7.1srcversion: 2E67B30196A57711CD2CC3Edepends: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 #include #include

　　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.oall:

　　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。

来源：Just For Coding