内核模块编写

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参考资料：《Linux设备驱动程序 第三版》
来源：http://blog.csdn.net/rosetta/article/details/7563601

  以前也曾经想过往Linux内核编程方向长展，但总归是没有入门的机会，看过《Linux设备驱动程序》（买来已经两年多了），但就像看天书似的。
现在往网络编程方面发展，涉及面还是挺广的，这也是一次偶然的机会，上头让我把Ipsec的算法模块整理下，虽然这工作做起来非常无聊，但还是让我发现了和设备驱动相关的东西，让我的精神为之一振，从而再次拿起《Linux设备驱动程序》来为我答疑。
最近还在看openswan klips的实现，涉及到网卡驱动程序编写，慢慢都给整理成笔记，今天先把这最基本的基础知识先帖上。

知识点：
1.    编译多个.c源文件的ko（单个文件编写网上有太多的教程，多个c源文件编译是这我这回遇到的）
2.    编写带参数的内核模块（这个顺便也给记下，虽然貌似没有用到）
3.    insmod,rmmod,mknod,modprobe,dmesg等命令使用（dmesg比较有用，有些人不知道用这个命令，就说要用串口显示信息，其实dmesg命令更方便，-c选项清空信息）
4.    无法插入内核的原因。（这个也是关键，很多时候操作起来比较简单，比如编译内核源码，但可能会碰到一系列错误,解决一堆错误最能提升一个人的能力）

一、编译多个.c文件的ko模块并插入内核
   //test_module.c
  #include
  #include
 
  #include "extern_app.h"
 
  static char *who = "linux ss";
  static int many = 1;
  module_param(many, int, S_IRUGO);
  module_param(who, charp, S_IRUGO);
 
  static int __init hello_init(void)
  {
      test();
      static int i = 0;
 
      for(i = 0; i < many; i++)
          printk(KERN_ALERT "Hello, %s!\n", who);
 
      return 0;
  }
 
  static void __exit hello_exit(void)
  {
      printk(KERN_ALERT "Goodbye\n");
  }
 
  module_init(hello_init);
  module_exit(hello_exit);
  MODULE_LICENSE("GPL");

  //extern_app.c
  #include
  #include
  int test(void)
  {
      printk("test here.\n");
 
      return 0;
  }

  //extern_app.h
  #ifndef __EXTERN_APP_H
  #define __EXTERN_APP_H
 
  extern int test(void);
 
  #endif

  //Makefile
  #ifneq ($(KERNELRELEASE),)
      obj-m := my_module.o
      my_module-objs := test_module.o extern_app.o
  #else
  KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
  PWD := $(shell pwd)
 
  default:
      $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
 
  clean:
      rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
      rm -rf Module.* modules.*
 
  .PHONY: default clean
  #endif

  make,如果执行成功则生成my_module.ko
 
  //执行insmod 后并调用dmesg，正常情况如下显示：
  [root@localhost module_kernel]# insmod my_module.ko who=Coding many=5
  [root@localhost module_kernel]# dmesg
  test here.
  Hello, Coding!
  Hello, Coding!
  Hello, Coding!
  Hello, Coding!
  Hello, Coding!
  [root@localhost module_kernel]#

  //rmmod从内核移除模块
  [root@localhost module_kernel]# insmod my_module.ko
  insmod: error inserting 'my_module.ko': -1 File exists
  [root@localhost module_kernel]# rmmod  my_module

二、出错原因解决方法
  在插入模块时常遇到的错误：
  [root@panlimin module_study]# insmod my_module.ko
  insmod: error inserting 'my_module.ko': -1 Invalid module format
  dmesg查看内核报错消息：
  [root@panlimin module_study]# dmesg
  my_module: no symbol version for module_layout
  [root@panlimin module_study]#

  一般出这个错在make时会有类似这样的警告：
  WARNING: Symbol version dump /root/study/kernel/linux-2.6.34/Module.symvers
           is missing; modules will have no dependencies and modversions.

  这是应该Linux内核版本依赖出现了问题，这种情况一般出现在自行编译内核后没有链接到正确的内核源码目录树情况，或者
  内核目录树顶层的Module.symvers文件丢失。因为模块代码必须针对要链接的内核版本重新编译。
  如果没有此警告，但在insmod时还是报此错误，就需要查看Module.symvers文件是否正确，比如这个文件可能是0字节，
  Module.symvers在编译内核时会生成，如果发行版本在/lib/module/目录下对应的内核目录树中会有，此时只要确保该文件正确
  再重新make，insmod应该就没问题了。

  除了insmod可以将模块插入内核外，modprobe也可以，它们的区别在于后者会考虑要插入的模块是否引用了一些当前内核不存在的符号，
  如果有这类引用，modprobe会在查找相应模块并尝试插入到内核。所以有时使用insmod插入无效时还可以使用modprobe.

  如果由于模块依赖导致符号表出现问题，比如，~/.viminfo被破坏，甚至无法加载网络接口等，可以在/lib/module/对应的内核目录下
  执行depmod -a重新生成正确的符号表,执行过程需要点时间。