linux设备驱动-1-hello world

2017-05-22

内核模块的开发效率更高，而且可以在内核运行时动态加载。由于Linux内核模块是动态加载，所以它也叫可加载内核模块，洋文LKM(Loadable Kernel Module)。Linux内核镜像位于/boot目录下，启动时最先加载，LKM总是在内核启动之后加载。

LKM主要用于：设备驱动、文件系统驱动和系统调用。

下面我来编写一个简单的内核模块，了解一下基本开发流程。

要想编译LKM，我们需要C编译器和Linux内核头文件：

1	$ sudo apt-get install build-essential linux-headers-$(uname -r) # Ubuntu/Debian

Hello World内核模块代码（hello.c）

#include <linux/module.h>     /* 模块头文件，必不可少 */
#include <linux/kernel.h>     /* KERN_INFO在这里 */
#include <linux/init.h>       /* 使用的宏 */
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("joystorage");
MODULE_DESCRIPTION("My First LKM!");
static int __init hello_start(void)
{
    printk(KERN_INFO "Hello World\n");
    return 0;
}
static void __exit hello_end(void)
{
    printk(KERN_INFO "exit hello\n");
}
module_init(hello_start);
module_exit(hello_end);

module_init定义了模块的入口函数，在模块加载insmoded时执行
module_exit定义了模块的退出函数，在模块卸载rmmoded时执行

创建用于编译内核模块的Makefile：

obj-m = hello.o
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
all:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
clean:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean

输入make编译hello.c

查看模块信息

$ modinfo hello.ko
filename:       /data/mypro/linux/study/hello.ko
description:    My First LKM!
author:         blog.topspeedsnail.com
license:        GPL
srcversion:     5AAD5F0389D6E1C7146AD2A
depends:        
vermagic:       4.4.0-21-generic SMP mod_unload modversions 686

加载模块

1	$ sudo insmod hello.ko

查看模块

1	$ sudo lsmod \| grep hello

卸载模块

1	$ sudo rmmod hello

查看运行结果

1
2
3

$sudo dmesg | tail -2
[ 1298.186665] Hello World
[ 1319.626504] exit hello

备注

我们还需要进一步了解一下modprobe工具。和insmod一样，它也是用来将模块加载到内核中。它和insmod的区别在于，它会考虑要加载的模块是否引用了一些当前内核不存在的符号，如果存在，modprobe会在当前模块中搜索路径中查找定义了这些符号的其他模块，如果找到，它会同时将这些模块装载到内核中。这种情况下使用insmod则会失败，并在日志文件中记录”unresolved symbols”的消息。
如果初始化过程失败，唯一有效的方法是重新引导系统，并注销已经初始化的变量。
错误恢复过程中使用goto语句会比较有效

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