中财网阿酌 词作:Linux内核模块开发(笔记)
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/29 06:23:43
作者：扶凯 来源:扶凯 时间：2011-11-21 00:21:11 人气：249评论：0
标签：内核
个人笔记。。在不放过来都快找不到了。有空还得好好整理一下了。
调试方法
printk() 是用来调试内核最常用的一种技术，他打印的信息会输出在 dmesg 中，所以调试前最好使用 dmesg -c 来清掉以前 dmesg 的信息。 使用的例子如下:
printk（KERN_DEBUG "Here i am:%s:%d\n", FUNCTION, LINE）;
可以打印的级别可以看看 linux/kernel.h 中的定义。strace 这个命令超级强大，可以显示程序所有的系统调用，还可以显示调用时使用的参数。 但这个时候不需要麻烦的配置就可以直接使用，但不能象gdb 调试 c 程序一样，所以内核为我们提供了一个 kdb ，可以支持动态修改变量，断点设置，单步执行
kernel oops messages
这是内核开发时常会出现的一个错误信息。主要原因是由于 NULL 指针引用，和其它不正常的指针操作引起的。这时 oops 会显示故障时的处理器信息， 模块 CPU 寄存器内容，页描述符表的位置之类的信息。
内核模块简单介绍
模块是工作在内核空间的模块实际是目标文件(由函数和数据结构组成)，不象普通程序有个链接的过程，不能独立运行，只能在运行时链接到系统做为内核的一部分运行，从面扩展内核功能内核模块会占用内核空间的内存，所以会影响内存使用，它还会修改内核中的一些内容，所以容易造成系统挂掉。在内核中需要维护符号表。并且内核之间有依赖性。
最简单的内核模块
注：如果是 redhat 安装的话，需要安装 kernel-devel 才能写内核模块，如果是自己编译内核，记的不要删除源码，不然没法开发模块。
#include
#include
#include
/* __init 的标记是内核模块的入口，这个函数加载完后就会释放内存空间 */
static int __init hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello world"); /* 打印的信息会出现在 dmesg 中 释放*/
return 0; /* 返回 0 是正常 */
}
/* __exit 的标记是退出内核模块，当这个模块卸载时会执行 */
static void __exit hello_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "Goodbye world");
}
/* 下面这二个是宏，初始化和消除函数时使用和上面的装载卸载模块没关系。 */
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
放个编译上面模块的 Makefile
obj-m := hello.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(shell pwd) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(shell pwd) clean
给 Makefile 放到上面 hello.c 的相同的目录中（如果上面写的模块代码叫 hello.c 的话）。然后使用 make 就能编译了。
insmod lsmod rmmod
调用 insmod 时会给需要的模块加载进内核，会给 ko 的文件以目标代码加载。装载时会调用 module_init 指定的函数。退出也调用相应的 module_exit.
lsmod 可以显示你写的模块，其实是读 /proc/modules 。接下来我写写怎么样自己通过内核来建 proc 文件。
模块加载参数
如果在模块加载时，想指定参数，也提供了相应的头文件
#include
static int test;
module_param(test, int, 0644);
这样以后，直接在内核模块内使用 test 的变量就行了。
模块的信息
在程序中可以为模块加一些描述，发行版权声明，和作者。
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("Test");
MODULE_AUTHOR("xxx");
模块的符号导出
在 Perl 中，模块是可以导出变量和方法到其它的模块中的。在 Linux 内核中也有这样的方法。
EXPORT_SYMBOL(name);
EXPORT_SYMBOL_GPL(name);
这二个可以导出指定的全局变量，也可以是方法。这个要加载 的头文件，不要忘记了。
其它的模块要使用这个，直接使用 extern void name(void); 就可以使用了。这些导出的函数只能内核和内核模块使用。不能用户调用，可以由 /proc/kallsyms 来查看导出的变量和方法
实例
写个内核模块，通过 proc 可以见到一些信息，通过 proc 的读和写的功能。来实现设置和读取信息。
proc 介绍
proc 是一个非常方便的用来动态的向 Linux 内核加入和禁用代码的一个方法。
proc/sys 中是用来配置内核的参数，可以通过 sysctl -w key=value
象普通文件可以支持 open,read,write,close
例如
读
cat /proc/cpuinfo
写
echo fukei-name > /proc/sys/kernel/hostname
proc 的功能实现
proc 在 c 中是一个结构体来实现的，是 struct proc_dir_entry 。它可以给读写绑定到特定的函数上。然后通过别人对 proc 中文件的操作来触发和回调相应的绑定的函数。
read_proc 和 write_proc 是这个结构体的成员，也是一种结构体。函数就注册在这个上面。有兴趣的同学可以看看 include/linux/proc_fs.h 中的 read_proc_t 和 write_proc_t 的定义。
实现起来也简单。
struct proc_dir_entry *proc_entry = create_proc_entery(....);
int my_read_proc()
{
}
proc_entry->read_proc = my_read_proc();
在这的 create_proc_entery 会返回一个 proc_dir_entry 的结构体的引用。失败就是 NULL 。
这样，当用户空间进行 read 的系统调用时，如使用 cat proc 中的内容时。内核会调用注册到 read_proc 上的这个 my_read_proc 来实现的.
#include
#include
#include
#include
#define MODULE_NAME "Memory"
int my_read_proc(char *page,char **start, off_t off,int count, int *eof,void *data)
{
struct task_struct *tsk = current;
int len;
len = sprintf( page, "This module info: task %s pid %d\n",tsk->comm, tsk->pid );
return len;
}
struct proc_dir_entry *proc_entry;
int init_module(void)
{
proc_entry = create_proc_entry(MODULE_NAME, 0644, NULL);
if (proc_entry==NULL){
remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL);
}
proc_entry->read_proc = my_read_proc;
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL); // 退出和出错记的删除
}
MODULE_LICENSE("GPL");
标签：内核
个人笔记。。在不放过来都快找不到了。有空还得好好整理一下了。
调试方法
printk() 是用来调试内核最常用的一种技术，他打印的信息会输出在 dmesg 中，所以调试前最好使用 dmesg -c 来清掉以前 dmesg 的信息。 使用的例子如下:
printk（KERN_DEBUG "Here i am:%s:%d\n", FUNCTION, LINE）;
可以打印的级别可以看看 linux/kernel.h 中的定义。strace 这个命令超级强大，可以显示程序所有的系统调用，还可以显示调用时使用的参数。 但这个时候不需要麻烦的配置就可以直接使用，但不能象gdb 调试 c 程序一样，所以内核为我们提供了一个 kdb ，可以支持动态修改变量，断点设置，单步执行
kernel oops messages
这是内核开发时常会出现的一个错误信息。主要原因是由于 NULL 指针引用，和其它不正常的指针操作引起的。这时 oops 会显示故障时的处理器信息， 模块 CPU 寄存器内容，页描述符表的位置之类的信息。
内核模块简单介绍
模块是工作在内核空间的模块实际是目标文件(由函数和数据结构组成)，不象普通程序有个链接的过程，不能独立运行，只能在运行时链接到系统做为内核的一部分运行，从面扩展内核功能内核模块会占用内核空间的内存，所以会影响内存使用，它还会修改内核中的一些内容，所以容易造成系统挂掉。在内核中需要维护符号表。并且内核之间有依赖性。
最简单的内核模块
注：如果是 redhat 安装的话，需要安装 kernel-devel 才能写内核模块，如果是自己编译内核，记的不要删除源码，不然没法开发模块。
#include
#include
#include
/* __init 的标记是内核模块的入口，这个函数加载完后就会释放内存空间 */
static int __init hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello world"); /* 打印的信息会出现在 dmesg 中 释放*/
return 0; /* 返回 0 是正常 */
}
/* __exit 的标记是退出内核模块，当这个模块卸载时会执行 */
static void __exit hello_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "Goodbye world");
}
/* 下面这二个是宏，初始化和消除函数时使用和上面的装载卸载模块没关系。 */
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
放个编译上面模块的 Makefile
obj-m := hello.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(shell pwd) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(shell pwd) clean
给 Makefile 放到上面 hello.c 的相同的目录中（如果上面写的模块代码叫 hello.c 的话）。然后使用 make 就能编译了。
insmod lsmod rmmod
调用 insmod 时会给需要的模块加载进内核，会给 ko 的文件以目标代码加载。装载时会调用 module_init 指定的函数。退出也调用相应的 module_exit.
lsmod 可以显示你写的模块，其实是读 /proc/modules 。接下来我写写怎么样自己通过内核来建 proc 文件。
模块加载参数
如果在模块加载时，想指定参数，也提供了相应的头文件
#include
static int test;
module_param(test, int, 0644);
这样以后，直接在内核模块内使用 test 的变量就行了。
模块的信息
在程序中可以为模块加一些描述，发行版权声明，和作者。
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("Test");
MODULE_AUTHOR("xxx");
模块的符号导出
在 Perl 中，模块是可以导出变量和方法到其它的模块中的。在 Linux 内核中也有这样的方法。
EXPORT_SYMBOL(name);
EXPORT_SYMBOL_GPL(name);
这二个可以导出指定的全局变量，也可以是方法。这个要加载
其它的模块要使用这个，直接使用 extern void name(void); 就可以使用了。这些导出的函数只能内核和内核模块使用。不能用户调用，可以由 /proc/kallsyms 来查看导出的变量和方法
实例
写个内核模块，通过 proc 可以见到一些信息，通过 proc 的读和写的功能。来实现设置和读取信息。
proc 介绍
proc 是一个非常方便的用来动态的向 Linux 内核加入和禁用代码的一个方法。
proc/sys 中是用来配置内核的参数，可以通过 sysctl -w key=value
象普通文件可以支持 open,read,write,close
例如
读
cat /proc/cpuinfo
写
echo fukei-name > /proc/sys/kernel/hostname
proc 的功能实现
proc 在 c 中是一个结构体来实现的，是 struct proc_dir_entry 。它可以给读写绑定到特定的函数上。然后通过别人对 proc 中文件的操作来触发和回调相应的绑定的函数。
read_proc 和 write_proc 是这个结构体的成员，也是一种结构体。函数就注册在这个上面。有兴趣的同学可以看看 include/linux/proc_fs.h 中的 read_proc_t 和 write_proc_t 的定义。
实现起来也简单。
struct proc_dir_entry *proc_entry = create_proc_entery(....);
int my_read_proc()
{
}
proc_entry->read_proc = my_read_proc();
在这的 create_proc_entery 会返回一个 proc_dir_entry 的结构体的引用。失败就是 NULL 。
这样，当用户空间进行 read 的系统调用时，如使用 cat proc 中的内容时。内核会调用注册到 read_proc 上的这个 my_read_proc 来实现的.
#include
#include
#include
#include
#define MODULE_NAME "Memory"
int my_read_proc(char *page,char **start, off_t off,int count, int *eof,void *data)
{
struct task_struct *tsk = current;
int len;
len = sprintf( page, "This module info: task %s pid %d\n",tsk->comm, tsk->pid );
return len;
}
struct proc_dir_entry *proc_entry;
int init_module(void)
{
proc_entry = create_proc_entry(MODULE_NAME, 0644, NULL);
if (proc_entry==NULL){
remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL);
}
proc_entry->read_proc = my_read_proc;
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL); // 退出和出错记的删除
}
MODULE_LICENSE("GPL");
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