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Linux内核编程入门(含示例)

时间:2011-05-04 21:49来源:未知 编辑:admin

内核模块介绍 

内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口,其全称为动态可加载内核模块(Loadable Kernel Module,LKM),我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制,是因为它本身是一个单内核(monolithic kernel)。单内核的最大优点是效率高,因为所有的内容都集成在一起,但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差,模块机制就是为了弥补这一缺陷。
    一、 什么是模块
    模块是具有独立功能的程序,它可以被单独编译,但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行,这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成,用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。
    二、 编写一个简单的模块
    模块和内核都在内核空间运行,模块编程在一定意义上说就是内核编程。因为内核版本的每次变化,其中的某些函数名也会相应地发生变化,因此模块编程与内核版本密切相关。以下例子针对2.6内核
    1.程序举例
    hellomod.c
    001
    // hello world driver for Linux 2.6
    004 #include <linux/module.h>
    005 #include <linux/kernel.h>
    006 #include <linux/init.h>
    /* 必要的头文件*/
    009 static int __init lkp_init( void )
    {
    printk(“<1>Hello,World! from the kernel space…\n”);
    return 0;
    013 }
    015 static void __exit lkp_cleanup( void )
    {
    printk(“<1>Goodbye, World! leaving kernel space…\n”);
    018
    }
    020 module_init(lkp_init);
    021 module_exit(lkp_cleanup);
    022 MODULE_LICENSE(“GPL”);
    .说明
    第4行:
    所有模块都要使用头文件module.h,此文件必须包含进来。
    第5行:
    头文件kernel.h包含了常用的内核函数。
    第6行:
    头文件init.h包含了宏_init和_exit,它们允许释放内核占用的内存。
    建议浏览一下该文件中的代码和注释。
    第9-12行:
    这是模块的初始化函数,它必需包含诸如要编译的代码、初始化数据结构等内容。
    第11行使用了printk()函数,该函数是由内核定义的,功能与C库中的printf()类似,
    它把要打印的信息输出到终端或系统日志。字符串中的<1>是输出的级别,
    表示立即在终端输出。
    第15-18行:
    这是模块的退出和清理函数。此处可以做所有终止该驱动程序时相关的清理工作。
    第20行:
    这是驱动程序初始化的入口点。对于内置模块,内核在引导时调用该入口点;
    对于可加载模块则在该模块插入内核时才调用。
    第21行:
    对于可加载模块,内核在此处调用module_cleanup()函数,而对于内置的模块,
    它什么都不做。
    第22行:
    提示可能没有GNU公共许可证。有几个宏是在2.4版的内核中才开发的(详情参见modules.h)。
    函数module_init()和cleanup_exit()是模块编程中最基本也是必须的两个函数。
    module_init()向内核注册模块所提供的新功能,
    而cleanup_exit()注销由模块提供的所有功能。

模块编程基础知识

模块编程属于内核编程,因此,除了对内核相关知识有所了解外,还需要了解与模块相关的知识。
    1.应用程序与内核模块的比较
    为了加深对内核模块的了解,表一给出应用程序与内核模块程序的比较。
    表一 应用程序与内核模块程序的比较

[责任编辑:admin]


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