编写一个 Linux 内核模块

编写一个 Linux 内核模块

作者：解琛
时间：2020 年 8 月 16 日

内核模块

一、实验环境

jerome@jerome:~$ uname -a
Linux jerome 5.4.0-42-generic #46~18.04.1-Ubuntu SMP Fri Jul 10 07:21:24 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
jerome@jerome:~$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:	Ubuntu
Description:	Ubuntu 18.04.4 LTS
Release:	18.04
Codename:	bionic

二、Linux 内核模块相关命令

命令	作用
lsmod	用于显示所有已载入系统的内核模块。
insmod	用于加载内核模块，通常可载入的模块一般是设备驱动程序
rmmod	用于卸载不需要的模块。
modinfo	用于显示内核模块的相关信息。
depmod	用于分析检测内核模块之间的依赖关系。
modprobe	同样用于加载内核模块，与insmod不同，modprobe会根据depmod产生的依赖关系，加载依赖的的其他模块。

三、程序架构

内核模块程序的基本结构包括了以下几个部分：

1. 头文件；
2. 内核模块加载/卸载函数；
3. 内核模块的参数；
4. 内核模块导出符号；
5. 内核模块的许可证；
6. 内核模块的其他信息，如作者，模块的描述信息，模块的别名等；

四、编写一个内核模块

4.1 头文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

4.1.1 init.h

位于 lib/modules/5.4.0-42-generic/build/include/linux/init.h。

/* These are for everybody (although not all archs will actually
discard it in modules) */

#define __init __section(.init.text) __cold notrace
#define __initdata __section(.init.data)
#define __initconst __constsection(.init.rodata)
#define __exitdata __section(.exit.data)
#define __exit_call __used __section(.exitcall.exit)

/**
 * module_init() - driver initialization entry point
 * @x: function to be run at kernel boot time or module insertion
 *
 * module_init() will either be called during do_initcalls() (if
 * builtin) or at module insertion time (if a module).
 * There can only
 * be one per module.
 */

 #define module_init(x) __initcall(x);

 /**
 * module_exit() - driver exit entry point
 * @x: function to be run when driver is removed
 *
 * module_exit() will wrap the driver clean-up code
 * with cleanup_module() when used with rmmod when
 * the driver is a module.
 * the driver is statically
 * compiled into the kernel, module_exit() has no effect.
 * There can only be one per module.
 */

 #define module_exit(x) __exitcall(x);

init.h 头文件主要包含了内核模块的加载、卸载函数的声明，还有一些宏定义，因此，只要涉及内核模块的编程，就需要加上该头文件。

4.1.2 module.h

位于 lib/modules/5.4.0-42-generic/build/include/linux/module.h。

/* Generic info of form tag = "info" */

#define MODULE_INFO(tag, info) __MODULE_INFO(