linux设备驱动学习（二）：Linux驱动模块的相关基础和hello world

系统平台： Ubuntu 14.04 LTS (linux mint mate14.04)

Linux version 3.13.0-37-generic (buildd@kapok) (gcc version 4.8.2 (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) ) #64-Ubuntu SMP Mon Sep 22 21:28:38 UTC 2014


如无特别说明，本系列文章均使用以上平台。

一 linux内核模块特点

     内核模块：Linux内核本身是很庞大的一个结构，需要的组件很多。编译内核时，用户可以把所有的代码编译进内核，

     但这样会引起两个问题：

               1.内核过大.

               2. 当需要添加或者删除内核时，需要重新再编译内核.

    所以为了解决问题,有了内核模块的概念。模块并不编译到内核中，编译后存放在指定的目录，当需要使用时动态加载。

下边给出一个例子:

/*******************************************
 *Title : study linux device driver(1)---module
 *Author: beijiwei@qq.com
 *Date  : 2015.01.19
 *
 ******************************************/

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


static int __init abx_init(void)
{
	
	pr_err("%s enter  \n",__func__);
	printk("hello world!\n"); 
	return 0;
}

static void  __exit abx_exit(void)
{
	pr_err("%s exit  \n",__func__);
}

module_init(abx_init);
module_exit(abx_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("beijiwei@qq.com>");
MODULE_VERSION("0.1");
MODULE_DESCRIPTION("Abs  Driver");

再来一个Makefile,注意M 大写：

#Title : for helo module build
#Author: beijiwei@qq.com
#Date :  2015.01.19

obj-m :=abx.o
#abx-objs :=hello_dev.o hello_drv.o

Kernel_DIR:=/usr/src/linux-headers-3.13.0-37-generic/ 

all:
	make -C $(Kernel_DIR) M=`pwd` modules
clean:
	make -C $(Kernel_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -f modules.order

通过 -C指明系统上的内核体系路径，通过 M=指明模块源文件路径，从而实现编译过程。

编写完毕后在代码目录下执行“make”命令，就会产生abx.ko文件，在PC上

通过命令“insmod  abx.ko”,插入模块，之后，可以在 /sys/modules 下看到abx 文件夹

通过命令“lsmod”查看当前的所有装载的模块，

通过命令“rmmod  abx”卸载该模块。

并且，加载时shell  dmesg  会输出 “enter!”，卸载时会输出“exit”。

上面的程序包含了三个知识点：

1.内核初始化函数：

static int __init abx_init(void) //内核初始化函数

{

}

module_init(abx_init); //指定初始化函数

1)初始化函数是在模块加载时自动被调用，执行相关的初始化工作。

2)static和__init都是可以不加的，因为初始化函数除了加载时执行外没有别的用处，加上static只是声明一下，该函数只能在模块内部使用。而加上__init后，它暗示内核该函数仅在初始化时使用，所以在模块被装载后，模块装载器就会把该函数扔掉，释放占用的内存空间。

3)但是moudle_init()是必须要的，因为这样才能让模块加载器知道这是个初始化函数，没有这一步，函数就不会得到调用。

4)初始化函数成功返回0，失败返回对应的错误码。

2.内核清除函数：

static void __exit  abx_exit(void)//内核清除函数

{

}

module_exit(abx_exit); //指定清除函数

1)内核清除函数是在模块卸载是自动被调用，执行相关的清除工作。

2)同上，static和__exit都是可以不加的，但如果加上__exit，模块直接编译进内核或者不允许卸载，被标志为__exit的函数会被自动丢弃掉,不会使用。

3)module_exit是必须的，因为这样内核才能找到清除函数。

4)清除函数的没有返回值。

5)一个没有定义清除函数的模块，是不允许被加载的。

3.模块的描述性定义：

MODULE_LICENSE("GPL"); //指定代码使用的许可证

MODULE_AUTHOR("xiaobai"); //指定作者

MODULE_VERSION("1.0"); //指定代码修订号

1)以上的都是一些都该模块的描述，除了上面的还有MODULE_ALIAS(模块的别名)MODULE_DESCRIPTION(描述用途)等。

2)MODULE_LICENSE一般都是要写的，告诉内核该程序使用的许可证，不然在加载时它会提示该模块污染内核。

3)MODULE_声明可以声明在源代码任意位置，但习惯放在代码的最后。