Linux驱动开发之模块化驱动结构

最新推荐文章于 2024-05-25 22:32:06 发布

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本文探讨了驱动模块化的必要性，介绍了内核驱动模块的基本构成，包括加载与卸载函数、许可证声明及设备操作。还详细说明了如何通过Makefile编译模块并演示了简单的示例。

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一、为什么要将驱动模块化

要把编写的驱动程序包含到内核中，主要有两种方法：

1> 把所有需要的功能都编译到Linux内核

主要问题：会导致生成的内核很大，而且如果要在现有内核中新增或删除功能，要重新编译内核代码。

2> 把新的驱动内容做成一个独立的模块，在需要时加载到内核中

主要特点：模块本身不会被编译到内核映像，只需要在使用时加载到内核中。模块一旦被加载，它就和内核中的其他部分完全一样。

二、内核驱动模块的组成

一个最简单的内核驱动模块只需要包含模块加载函数、卸载函数、GPL许可权限声明以及一些描述信息即可。内核驱动模块编译后会生成 xxx.ko 文件，可以直接使用 insmod xxx.ko 即可将其加载到内核中。使用 rmmod xxx.ko 即可将其从内核中卸载。

例如：

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

static int __init xxx_init(void)
{
    printk("我是模块加载函数\n");
    return 0;
}

static void __exit xxx_exit(void)
{
    printk("我是模块卸载函数\n");
}

module_init(xxx_init);
module_exit(xxx_exit);
MODULE_LINCESE("GPL");

在上述代码中，printk()函数用于输出内核中的信息，类似于用户空间中使用printf()。可以通过 lsmod命令查看系统已加载的所有模块，类似于Linux中的ls命令。

在模块加载函数中，一般要完成设备号申请、创建设备文件、实现设备操作接口函数、硬件初始化等步骤。与之对应，在卸载函数中完成加载函数的反操作，即释放设备号、销毁设备文件等。

三、内核驱动模块的编译

一般使用Makefile进行管理和编译内核驱动模块，对于这个简单内核驱动模块，编写一个Makefile进行编译，假设上述模块保存为 xxx.c

KERNEL_DIR = /home/linux/linux-4.4.249/  #Linux内核所在目录
CUR_DIR = $(shell pwd)  #当前目录

obj-m := xxx.o
make = -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR)modules

编写好Makefile后，直接在当前目录make即可生成驱动目标文件 xxx.ko

之后，直接使用 insmod xxx.ko 即可将其加载到内核中。至此，一个最简单的内核驱动模块便已完成，后续会继续更新包括接口函数的实现、平台总线写驱动等内容。