linux中生成内核模块时部分函数undefined的应对方法

最新推荐文章于 2023-10-19 18:33:56 发布
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分类专栏： 搬砖记 文章标签： export_sysmbol
本文探讨了在Linux内核模块编译过程中遇到的函数未定义警告的原因及解决策略，着重解释了EXPORT_SYMBOL的使用及其重要性，并通过实例展示了如何处理这类警告，确保模块在内核环境下的正确运行。

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linux中生成内核模块时部分函数undefined的应对方法

在编译生成新的nfs.ko文件时，遇到undefined warning，因为在nfs的代码里调用linux内核提供的函数，刚好这个函数内核版本低还没有这个函数。

在生成内核模块时出现下面这种警告：WARNING: "*******"[*******.ko] undefined!

其中""里是函数名称，[]里是所生成的模块位置。

出现这种警告是由于欲在模块A中调用模块B里的函数，这个函数必须要用EXPORT_SYMBOL（函数名）的形式给导出，不然就会发出这样的警告。

EXPORT_SYMBOL（函数名）怎么用网上有相关文章。这里更关心的是这种警告要不要考虑呢，因为编应用程序时习惯性的不考虑warining，但是这里的警告还是得留下意。

生成内核模块，在编译连接的时候没和内核打交道，可能会找不到某些已经EXPORT_SYMBOL 出来的函数，但是由于你生成的是一个内核模块，所以LD不提示error，而是给出一个warning，寄希望于在insmod的时候，内核能够把这个EXPORT_SYMBOL 连接上。如果insmod的时候它查到了之前警告的undefined的诸多函数，那一切安好，便是晴天；要是它还找不到这些undefined的函数，那天崩地裂，错误连连。

所以说看到这些warning时想一想它警告的这些函数有没有在已经存在的内核当中EXPORT_SYMBOL出来了。


转载自： http://blog.sina.com.cn/s/blog_7d44748b010169g0.html
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<think>我们正在讨论Linux内核中未使用extern关键字却可以直接引用其他文件中函数的原因。根据用户提供的引用[1]，extern关键字的主要作用是引用不在同一个文件中的变量或函数。但在Linux内核中，我们经常看到在头文件中声明函数，然后在源文件中直接使用，而无需在每个使用的地方都写extern。这是因为在函数声明中，extern关键字是隐含的（即默认存在的）。具体来说： 1. **函数声明的隐含extern**：在C语言中，当我们在头文件中声明一个函数时（例如 `void my_function(void);`），这个声明默认带有extern属性，即使没有显式写出extern关键字。这意味着该函数可能在其他文件中定义。因此，在Linux内核中，我们通常通过包含头文件来获得函数的声明，而无需额外使用extern。 2. **头文件的作用**：内核头文件中包含了大量的函数声明，这些声明都是extern的（隐式或显式）。例如，在Linux内核中，我们经常看到这样的头文件内容： ```c // 例如：include/linux/sched.h extern void schedule(void); ``` 或者更常见的是省略extern，因为函数声明默认就是extern： ```c void schedule(void); ``` 这两种写法是等价的。 3. **编译链接过程**：在编译单个源文件时，编译器遇到一个未在当前文件中定义的函数（比如一个只有声明没有定义的函数），它会生成一个符号引用。在链接阶段，链接器会在所有目标文件中查找这个符号的定义，如果找到（比如在另一个目标文件中定义了该函数），就将引用指向该函数的地址。因此，只要在链接时能找到函数的定义，就不需要在每个使用的地方显式写extern。 4. **内核模块中的EXPORT_SYMBOL**：在内核模块中，如果要使用其他模块中的函数，则需要通过EXPORT_SYMBOL将函数导出到内核符号表。此时，在调用模块中，我们通常通过包含声明该函数的头文件来使用，而不需要自己写extern（因为头文件中的声明已经隐含了extern）。但是，如果模块之间没有提供头文件，那么我们就需要自己使用extern来声明要使用的函数。 5. **为什么可以省略extern**：因为C语言标准规定，函数声明默认具有外部链接（external linkage）属性，即extern。所以，当我们在一个文件中写： ```c void my_function(void); ``` 编译器会认为这个函数是在其他文件中定义的（除非在当前文件中又给出了定义）。因此，在头文件中，我们通常省略extern，因为它是多余的。 6. **变量的情况不同**：对于全局变量，如果我们想在多个文件中共享，则必须在头文件中使用extern来声明（以避免重复定义）。例如： ```c // 在头文件中 extern int global_variable; ``` 然后在某个源文件中定义： ```c int global_variable = 0; ``` 如果不加extern，在头文件中直接写 `int global_variable;`，那么每个包含该头文件的源文件都会定义一个同名的全局变量，导致链接错误。 总结：在Linux内核中，函数声明默认具有extern属性，所以可以省略extern关键字。因此，我们通过包含头文件（其中包含了函数的声明）来使用其他文件中定义的函数。而EXPORT_SYMBOL的作用则是将函数或变量导出到内核符号表，使得其他模块在加载时能够解析到这些符号，但这与extern的用法是不同层面的问题（extern是编译链接层面的，而EXPORT_SYMBOL是模块加载运行时的）。 根据以上分析，我们可以这样回答用户的问题：</think>### Linux 内核中未使用 `extern` 却直接引用函数的原理 在 Linux 内核开发中，虽然未显式使用 `extern` 关键字却能直接引用其他文件中的函数，这主要基于以下原理： #### 1. **头文件的隐式 `extern` 声明** 在 C 语言中，**函数声明默认具有 `extern` 属性**。当你在头文件中声明函数时： ```c // include/linux/sched.h void schedule(void); // 隐式包含 extern 属性 ``` 等同于显式声明： ```c extern void schedule(void); // 显式 extern ``` 因此，当内核源文件包含该头文件时： ```c // kernel/sched/core.c #include <linux/sched.h> // 隐式获得 extern void schedule(); ``` 编译器会自动处理为外部引用，无需额外写 `extern`[^1]。 #### 2. **链接器符号解析机制** 编译和链接过程中： 1. **编译阶段**：每个 `.c` 文件独立编译成 `.o` 目标文件 2. **符号表生成**：编译器在目标文件中记录： - 已定义的符号（函数/变量地址） - 未解析的引用（需外部提供的符号） 3. **链接阶段**：链接器扫描所有目标文件： - 匹配未解析引用与已定义符号 - 将引用绑定到实际地址 例如： ```c // file1.c void func() { ... } // 定义符号 // file2.c void func(); // 声明引用（隐式 extern） void caller() { func(); // 链接器解析地址 } ``` #### 3. **内核的特殊处理** Linux 内核通过以下机制强化符号管理： - **统一符号表**：通过 `System.map` 和 `/proc/kallsyms` 维护全局符号表 - **模块导出机制**：`EXPORT_SYMBOL()` 显式导出符号到内核符号表 ```c // kernel/printk/printk.c void printk(const char *fmt, ...) { ... } EXPORT_SYMBOL(printk); // 导出到全局符号表 ``` - **隐式引用**：未导出的符号仅限同一编译单元（static 作用域） #### 4. **与模块交互的区别** | 场景 | 机制 | 是否需要 `extern` | |--------------------|--------------------------|------------------| | 同一内核镜像内引用 | 头文件隐式声明 + 链接器解析 | 否 | | 跨模块引用 | `EXPORT_SYMBOL` + `extern` | 是 | 例如跨模块调用必须显式声明： ```c // 模块A void shared_func(void) { ... } EXPORT_SYMBOL(shared_func); // 模块B extern void shared_func(void); // 必须显式 extern ``` #### 5. **原理验证实验** ```c // func_def.c #include <linux/module.h> void hidden_func(void) { printk("Hidden function called\n"); } // func_user.c #include <linux/module.h> void hidden_func(void); // 隐式 extern 声明 static int __init test_init(void) { hidden_func(); // 直接调用 return 0; } module_init(test_init); ``` **结果**： 编译报错 `undefined reference to hidden_func`，因为： 1. 未通过 `EXPORT_SYMBOL` 导出符号 2. 未在公共头文件中声明 3. 链接器无法跨编译单元解析符号 ### 总结 Linux 内核中未显式使用 `extern` 却能引用函数的本质是： 1. 头文件中的函数声明**默认具有 `extern` 属性** 2. 链接器在**全局符号表中自动解析引用** 3. `EXPORT_SYMBOL` 机制将符号注册到内核符号表 4. 同一内核镜像内的函数通过**头文件包含+链接解析**实现访问[^1][^2]
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