Linux内核架构学习笔记

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《Linux驱动程序开发实例（第2版）》

编写可加载模块

1.1.4 带参数的可加载模块

宏 MODULE_PARM（var，type，right） 用于向模块传递命令行参数。参数类型可以是整
数、长整型、字符串等类型。

本实例演示了如何向模块传递整数、长整型、字符串等参数

static int itype=0； 
module_param（itype， int， 0）； 
static int btype = 0； 
module_param（btype， bool， 0）； 
static unsigned char ctype=0； 
module_param（ctype， byte， 0）； 
static char *stype=0； 
module_param（stype， charp， 0）； 
//模块初始化
static int __init demo_module_init（void） 
{ 
 printk（"simple module init\n"）； 
 printk（"itype=%d\n"，itype）； 
 printk（"btype=%d\n"，btype）； 
 printk（"ctype=%d\n"，ctype）； 
 printk（"stype='%s'\n"，stype）； 
 return 0； 
} 
//模块卸载
static void __exit demo_module_exit（void） 
{ 
 printk（"simple module exit\n"）； 
} 
module_init（demo_module_init）； 
module_exit（demo_module_exit）；

1.1.5 模块依赖

Linux 内核模块之间可以相互引用一些符号，这些符号包括函数与变量。
符号必须导出才能被引用。内核使用宏定义 EXPORT_SYMBOL 导出变量与函数。
一个模块引用其他模块的符号，称为模块依赖关系。被引用的模块必须先安装，引用模块才能安装。
例 1.3 内核模块依赖实例
代码见\samples\1door\1-10export。本实例演示了内核的符号导出以及模块依赖。核心代码如下所示：

//smodule_dep.c 
int function_of_dep（void） 
{ 
 printk（"function_of_dep\n"）； 
 return 0； 
} 
EXPORT_SYMBOL（function_of_dep）； //导出函数
//smodule.c 
extern int function_of_dep（void）； 
static int __init demo_module_init（void） 
{ 
 printk（"simple module init\n"）； 
 function_of_dep（）； //引用函数
 return 0； 
}

很显然，smodule 模块依赖 smodule_dep 函数

1.1.6 printk的等级

内核态的打印函数 printk 可以设定打印信息的等级。printk 的打印等级设置如下

1.1.7 设备驱动程序类别

在 Linux 操作系统中，设备驱动程序为各种设备提供了一致的访问接口，用户程序可以像
对普通文件一样对设备文件进行打开和读写操作。Linux 包含如下三类设备驱动程序：

（1）字符设备
Linux 下的字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行。字符设备接口支持面向字
符的 I/O 操作，数据不经过系统的快速缓存，由驱动本身负责管理自己的缓冲区结构。字符设备
接口只支持顺序存取的有限长度的I/O 操作。典型的字符设备包括串口、LED 灯、键盘等设备。

（2）块设备
块设备是以块的方式进行 I/O 操作的。块设备是利用一块系统内存作缓冲区，用来临时
存放块设备的数据。当缓存的数据请求达到一定数量，会对设备进行读写操作。块设备是主
要针对磁盘等慢速设备设计的，以免读写设备耗费过多的 CPU 时间。块设备支持随机存取
功能，也几乎可以支持任意位置和任意长度的 I/O 请求。典型的块设备包括硬盘、CF 卡、
SD 卡等存储设备。

（3）网络设备
Linux 操作系统中的网络设备是一类特殊的设备。Linux 的网络子系统主要是基于 BSD
UNIX 的 socket 机制。在网络子系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构（sk_buff）进行数
据的传递。Linux 操作系统支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，也提供
对多种网络协议的支持。

1.2 字符设备驱动程序原理

1.2.1 file_operations结构

1.2.2 使用 register_chrdev 注册字符设备

1.2.4 字符设备的读写

1.3.2 seq_file 实例

/proc 文件系统

Linux 内核中的 /proc 文件系统是一种特殊的文件系统，通过它可以在运行时访问内核的内部数据结构、改变内核设置，内核可以通过它向进程发送信息。应用程序可以通过 /proc 文件系统获取有关进程的有用信息，Linux 中的 ps、top 命令就是通过读取 /proc 下的文件来获取它们需要的信息。与其他文件系统不同，/proc 主要存放由内核控制的状态信息，它存储于内存中而不是硬盘或其他存储设备上。/proc 文件系统的根目录就是/proc。对于系统中
的任何一个进程来说，在 proc 的子目录里都有一个同名的进程 ID。利用 /proc 文件系统可以
获取进程信息、电源管理（APM）信息、CPU 信息（cpuinfo）、负载信息（loadavg）、系统
内存信息（meminfo）等等。/proc 目录下的核心文件结构如下：