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Linux內(nèi)核模塊和驅(qū)動的編寫

云知道

Linux內(nèi)核是一個整體是結(jié)構(gòu)，因此向內(nèi)核添加任何東西，或者刪除某些功能，都十分困難 。為了解決這個問題引入了內(nèi)核機(jī)制 。從而可以動態(tài)的想內(nèi)核中添加或者刪除模塊 。
模塊不被編譯在內(nèi)核中，因而控制了內(nèi)核的大小.然而模塊一旦被插入內(nèi)核，他就和內(nèi)核其他部分一樣.這樣一來就會曾家一部分系統(tǒng)開銷 。同時，如果模塊出現(xiàn)問題，也許會帶來系統(tǒng)的崩潰 。
模塊的實現(xiàn)機(jī)制:
啟動時，由函數(shù) void inti_modules() 來初始化模塊，因為啟動事很多時候沒有模塊.這個函數(shù)往往把內(nèi)核自身當(dāng)作一個虛模塊 。
如由系統(tǒng)需要，則調(diào)用一系列以sys 開頭的函數(shù)，對模塊進(jìn)行操作. 如:
sys_creat_modules()，sys_inti_modules()，
sys_deldte_modules()等等.
這里會用到一些模塊的數(shù)據(jù)就結(jié)構(gòu)，在/usr/scr/Linux/include/Linux/module.h 中，有興趣的朋友可以找出來一看塊的加入有兩種方法:一是手動加入:如:insmod modulename.另一種是根據(jù)需要，動態(tài)的加載模塊：如你執(zhí)行命令:
$mount -t msdos /dev/hdd /mnt/d 時.系統(tǒng)便自動加載 FAT模塊，以支持MSDOS的文件系統(tǒng) 。
1．模塊編程
寫一個模塊，必須有一定的多進(jìn)程編程基礎(chǔ)，因為你變得程序不是以一個獨(dú)立的程序的來運(yùn)行的 。另外，因為，模塊需要在內(nèi)核模式下運(yùn)行，會遇到在內(nèi)和空間和用戶空間數(shù)據(jù)交換的問題.一般的數(shù)據(jù)復(fù)制函數(shù)無法完成這一個過程 。因此系統(tǒng)已入了一些特殊的函數(shù)以用來完成內(nèi)核空間和用戶空間數(shù)據(jù)的交換/
這些函數(shù)有:void put _user (type valude，type *u_addr)
memcpy_tofs()
等等，有興趣的朋友可以仔細(xì)的看看所有的函數(shù)，以及他們的用法.需要說明的是.模塊編程河內(nèi)核的版本有很大的關(guān)系 。如果版本不通可能造成，內(nèi)核模塊不能編譯，或者.在運(yùn)行這個模塊時，出現(xiàn)不可測結(jié)果 。如:系統(tǒng)崩潰等 。
明白了這些以后，你就可以嘗試著編寫內(nèi)核模塊了 。對于每一個內(nèi)核模塊來說，必定包含兩個函數(shù)int init_module() 這個函數(shù)在插入內(nèi)核時啟動，在內(nèi)核中注冊一定的功能函數(shù)，或者用他的代碼代替內(nèi)和中某些函數(shù)的內(nèi)容(估計這些函數(shù)是空的) 。因此，內(nèi)和可以安全的卸載 。
int cleanup_module() 當(dāng)內(nèi)核模塊謝載時，調(diào)用.將模塊從內(nèi)核中清除.
同其他的程序設(shè)計教程一樣，我們給出一個hello world 的例子
/*hello.c a module programm*/
/* the program runing under kernel mod and it is a module*/
#include" Linux/kernerl.h"
#include"lLinux/module.h"
/* pross the CONFIG_MODVERSIONS*/
#if CONFIG_MODVERSIONS==1
#define MODVERSIONS
#include""Linux/modversions.h"
#end if
/* the init function*/
int init_module()
{
printk(" hello world !n");
printd(" I have runing in a kerner mod@!!n");
return 1;
}
/* the distory function*/
int cleanup_module()
{
printk(" I will shut down myself in kernerl mod /n)";
retutn 0;
}

這樣一個例子就完成了.我們也寫一個makefile 的例子，以適于我們在大程序重的應(yīng)用 。一下是makfile 文件的內(nèi)容。
# a makefile for a module
CC=gcc
MODCFLAGS:= -Wall _DMODULE -D_KERNEL_ -DLinux
hello.o hello.c /usr/inculde?Linux/version.h
CC $(MODCFLAGS) 0c hello.c
echo the module is complie completely

然后你運(yùn)行make 命令 得到hello.o 這個模塊，運(yùn)行
$insmod hello.o
hello world!
I will shut down myself in kernerl mod
$lsmod
hello (unused)
….
$remmod
I will shut down myself in kernerl mod

這樣你的模塊就可以隨意的插入和刪除了 。
Linux中的大部分驅(qū)動程序，是以模塊的形式編寫的，這些驅(qū)動程序源碼可以修改到內(nèi)核中，也可以把他們編譯成模塊形勢，在需要的時候動態(tài)加載 。

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