Linux內核分析（二）

昨天我們開始了內核的分析，網上有很多人是用用源碼直接分析，這樣造成的問題是，大家覺得很枯燥很難理解，從某種意義上來說linux系統本身就是由一個個模塊構成的，所以我會結合內核模塊的設計，去分析內核，從而達到對linux內核的理解。

今天我們會分析到以下內容：

1. Linux內核模塊簡介

2. 簡單內核模塊實現

l Linux內核模塊簡介

1. 何為內核模塊

在上一篇博文中我們先通過內核配置，在配置的過程中我們對內核的組件進行了選擇（當然這個選擇決定了我們內核的大小），然后才生成了我們最終的內核，那么我們如果想添加組件，怎么辦？

最笨的方法是對內核進行重新配置，然后在重新編譯。這樣的話豈不是說我加一個組件就得重新編譯內核，這顯然不是很科學的方法，其實我們的linux內核提供在運行時可進行擴展的特性，這意味著當系統啟動并運行時，我們可以向內核添加或移除部分功能。

我們在運行時添加到內核中的代碼就被成為動態可加載內核模塊，我們簡稱為內核模塊。

2. 內核模塊的相關操作

a) 加載內核模塊：insmod

b) 卸載內核模塊：rmmod

c) 查看內核模塊：lsmod

3. 模塊聲明

a) MODULE_LICENSE（“GPL”）：內核可以識別的許可證有GPL（任意版本GNU通用公共許可證）、GPL v2等

b) MODULE_AUTHOR（“作者”）：聲明作者信息可以不用

c) MODULE_VERSION（“版本”）：聲明版本信息也可以不用

d) MODULE_DESCRipTION（“功能描述”）：聲明模塊功能，可不用

4. 模塊參數

我們可以在加載內核模塊的時候向其傳遞參數，以讓同一代碼達到不同的效果。當然我們的參數必須用module_param宏來聲明具體如下：

1 module_param（name，type，perm）

a) name：變量名

b) type：數據類型內核支持模塊參數類型有：bool、invbool（bool的發轉，true變為false，false變為true）、charp（char類型指針值）、int、long、short、uint、ulong、ushort、

c) perm：常見的訪問許可值通常為S_IRUGO和S_IWUSR。通常情況下將他們按位或

同時我們也可以用下面的宏聲明數組：

1. 1 Module_param_array（name，type，num，perm）

5. 模塊符號導出

當一個模塊要使用另一個模塊的函數（變量）的時候，要使用EXPORT_SYMBOL（符號名）或者EXPORT_SYMBOL_GPL（符號名）來申明。

注：EXPORT_SYMBOL_GPL（）只適用于遵循GPL協議的模塊

l 簡單內核模塊實現

想必大家都記得我們在學習某種語言的時候，寫的第一個程序大部分都是輸出hello world，所以我接下來用我們剛才介紹的內核模塊去完成hello world。

1. 內核模塊編寫

通過上面部分內容的介紹，要完成第一內核模塊不是很難，下面是自己的代碼。

1.  1 #include<linux/init.h> 2 #include<linux/module.h> 3 MODULE_LICENSE("GPL"); 4 staticint hello_init(void) 5 { 6 PRintk("<0> hello world/n"); 7 return0; 8 } 9 staticvoid hello_exit(void)10 {11 printk("<0> goodbye/n");12 }13 module_init(hello_init);//該宏在模塊的目標代碼中增加一個特殊的段，用于說明內核初始化函數所在的位置14 module_exit(hello_exit);//跟上面的宏對立

2. Makefile編寫

Makefile的編寫也比較簡單，要注意的地方代碼中已經說明。

1 obj-m := hello.o2 DIRS :=/smbshare/linux-2.6.39///此處路徑為內核源碼路徑，該內核源碼必須要經過編譯，不然會報錯3 all:4 make -C $(DIRS) M=$(PWD) modules5 clean:6 rm -Rf*.o *.ko *.mod.c *.order *.symvers

經過了上面兩個步驟，我們然后編譯加載然后卸載我們的模塊進行試驗。

編譯：

加載：

查看：

卸載：

3. Printk函數簡介

printk函數為內核打印函數，其和printf函數功能類似，不過比printf多了打印權限一共有8個級別，printk的日志級別定義如下（在include/linux/kernel.h中）：

1 #define KERN_EMERG 0 //緊急事件消息，系統崩潰之前提示，表示系統不可用2 #define KERN_ALERT  1 //報告消息，表示必須立即采取措施3 #define KERN_CRIT    2 //臨界條件，通常涉及嚴重的硬件或軟件操作失敗4 #define KERN_ERR     3 //錯誤條件，驅動程序常用KERN_ERR來報告硬件的錯誤5 #define KERN_WARNING  4 //警告條件，對可能出現問題的情況進行警告6 #define KERN_NOTICE 5 //正常但又重要的條件，用于提醒7 #define KERN_INFO 6    //提示信息，如驅動程序啟動時，打印硬件信息8 #define KERN_DEBUG 7 //調試級別的消息

今天的內容比較簡單，只是對內核模塊有了一個初步的了解，所以我今天在給大家推薦一個比較好用的工具，叫做exvim其將好多vim的工具進行了集成，個人感覺十分方便，就是換電腦什么的也不怕自己的配置丟失了。貼一張自己使用的圖，大家有興趣的可以去http://exvim.github.io/ 了解。