Linux设备驱动 | 构造和运行内核模块

1. 将模块链接到内核

​

内核具有非常小的栈，可能和一个4096字节大小的页那样小。

在内核API中，函数名称中（__）通常表示接口底层组件，谨慎使用。

内核代码不能实现浮点数运算，如果打开浮点支持，在某些架构上，需要在进入和退出内核空间时保存和恢复浮点处理器的状态。这种额外的开销没有任何价值，内核代码中也不需要浮点运算。

​

2. 装载和卸载模块

insmod：将模块的代码和数据装入内核，然后使用内核的符号表解析模块中任何未解析的符号，如果内核中没有定义，则报告命令有误，并在系统日志文件中记录“unresolved symbols（未解析的符号）”消息。insmod可以接受一些命令行选项，可以在模块链接到内核之前进行配置参数，变量参数必须经过module_param(变量，类型，sysfs入口项的访问许可掩码)宏（moduleparam.h）来声明。数组参数必须经过module_param_array(数组名称,类型,最大个数,perm访问许可值)来声明。

insmod是依赖于kernel/module.c中的系统调用。

insmod工作原理：

​

​

modprobe：将模块的代码和数据装入内核，同时会检查装载的模块是否有引用内核中不存在的符号，如果存在这类符号，则在当前模块搜索路径中查找定义这些符号的其他模块，并进行装载该模块所依赖的其他模块到内核中，可以在它的配置文件（/etc/modprob.conf）进行读取参数值.

rmmod：将所有模块从内核中移除，如果内核认为模块还在使用状态或者内核被配置为禁止移除的状态，则无法移除该模块。

lsmod：列出当前装载在内核中的所有模块，并提供其他信息，lsmod是通过读取/proc/modules虚拟文件来获取这些信息。已装载模块的信息也可以在sysf虚拟文件系统的/sys/module下找到。

​

Linux内核提供一种方法来管理符号对模块外部的可见性，减少命名空间的污染。

导出符号：

1. EXPORT_SYMBOL(name)
2. EXPORT_SYMBOL_GPL(name)

​ 注意：符号只能在模块文件的全局导出，不能在函数中导出，导出的变量必须是全局的，存放在模块的可执行文件的一个ELF段。装载时，内核可通过这个段寻找模块导出的代码段。

​

3. 初始化和关闭

module_init的使用是强制的，这个宏会在模块的目标代码中增加一个特殊的段，标识内核初始化函数所在的位置。

module_exit是帮助内核标识模块清除函数所在的位置。

在初始化过程中，可能会发生错误导致无法继续装载模快，则需要将出错之前的任何注册工作撤销掉，否则系统会残留指向不存在的指针。