《Linux4.0设备驱动开发详解》笔记--第四章：Linux内核模块

4.1 内核模块程序结构

• 加载：insmod，modprobe(同时加载模块的依赖模块)
• 卸载：rmmod
• 查看已加载的模块及模块间的依赖关系：lsmod，实际上是分析/proc/modules文件
• 已加载的模块信息放在/sys/module目录下，没加载一个模块就会在该目录下生成一个以模块名命名的目录，“tree -a”可获取目录树
• 模块许可声明：申明许可权限，否则将收到内核被污染警告，一般申明为MODULE_LICENSE(“GPL v2”)语句申明采用GPL v2.
• 模块参数（可选）：模块被加载的时候可以传递给它的值，它本身对对应模块的内部的全局变量
• 模块导出符（可选）：其他模块可以使用模块导出的函数和变量
• 模块作者等信息声明

4.2 模块加载函数

• Linux内核模块加载函数一般以__init标识申明，如

static int __init initialization_function(void)
{
    /*初始化代码*/
}
module_init(initialization_function);

初始化成功返回0，否则返回错误码。

• request_module(const char* fmt, …)：灵活加载内核模块
• 数据也可以定义为__initdata，只是在初始化的阶段需要的数据，结束后释放占用的内存

4.4 模块卸载函数

一般以__exit标识申明，如

static void __exit cleanup_function(void)
{
    /*释放代码*/
}
module_exit(cleanup_function);

被直接编译进内核的模块的卸载函数会被省略，不编译进内核，因为模块被内置了，也就不会被卸载。

4.5 模块参数

• module_param(参数名，参数类型，参数读写权限)：为模块定义一个参数，如下定义一个int参数和char指针参数

static char *book_name = "dissecting Linux Deice Driver";
module_param(book_name, char, S_IRUGO);

static int book_num = 4000;
module_param(book_num, int, S_IRUGO);

“insmod (或modprobe) 模块名 参数名 = 参数值”，不传递则用缺省值，模块被内置时用bootloader通过bootargs里设置“模块名.参数 = 值”给内置模块传递参数。

• 参数数组：module_param_array(数组名，数组类别，数组长度，参数读写权限)
• /sys/module下有已加载模块命名的目录，当“参数读写权限”为0，则此参数不存在sysfs文件系统下对应的节点，否则此模块的目录下会出现parameter目录，其中包含以参数名命令的文件节点，文件权限与设定的权限一致。
• 允许insmod和modprobe命令时，用逗号隔开输入的数组元素
• 例：定义两个参数的模块

/*======================================================================
    A kernel module: book
    This example is to introduce module params

    The initial developer of the original code is Baohua Song
    . All Rights Reserved.
======================================================================*/
#include                                 
#include                                 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");                                

static char *book_name = "dissecting Linux Device Driver";              
static int num = 4000;                                

static int book_init(void)                                
{                                
    printk(KERN_INFO " book name:%s\n",book_name);                        
    printk(KERN_INFO " book num:%d\n",num);                               
    return 0;                                
}                                
static void book_exit(void)                                
{                                
    printk(KERN_INFO " Book module exit\n ");                            
}                                
module_init(book_init);                                
module_exit(book_exit);                                
module_param(num, int, S_IRUGO);                                
module_param(book_name, charp, S_IRUGO);

MODULE_AUTHOR("Song Baohua, [email protected]");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Module for testing module params");
MODULE_VERSION("V1.0");

通过insmod加参数和不加参数实验，在/var/log/messages文件中查看内核的输出
在/sys/module/book/parameters目录下输入tree查看参数文件节点

4.6 导出符号

• /proc/kallsyms文件记录了符号及符号所在的内存地址
• 导出符号：EXPORT_SYSBOL(符号名)，EXPORT_SYSBOL_GPL(符号名)（只适用于包含GPL许可权的模块）
• 例：

/*======================================================================
    A simple kernel module to introduce export symbol

    The initial developer of the original code is Baohua Song
    . All Rights Reserved.
======================================================================*/
#include                                 
#include                                 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");                                

int add_integar(int a,int b)                                
{                                
    return a+b;                             
} 

int sub_integar(int a,int b)                                
{                                
    return a-b;                             
}                            

EXPORT_SYMBOL(add_integar);
EXPORT_SYMBOL(sub_integar);

4.7 模块申明与描述

• MODULE_AUTHOR(author);
• MODULE_DESCRIPTION(description);
• MODULE_VERSION(version_string);
• MODULE_DEVICE_TABLE(table_info);
• MODULE_ALIAS(alternate_name);
• 对于USB, PCI等设备驱动，通常创建一个MODULE_DEVICE_TABLE来表明驱动模块支持的设备

4.8 模块的使用计数

• try_module_get(&module)和module_put(&module)：模块计数管理接口
• try_module_get(&module)：增加模块使用计数，返回0，调用失败，希望使用的的模块不存在或正在被卸载
• module_put(&module)：减少模块使用计数
• 模块的使用计数一般不由模块本身管理，由内核更底层的代码（总线驱动或者此类设备共用的核心模块）来实现，以简化驱动开发
• 当设备正在使用的时候，模块不可以被卸载

4.9 模块编译

• Makefile
• 模块包含多个.c文件，则Makefile写法

obj-m := modulename.o
modulename-objs := file1.o file2.o ...

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