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Linux module 原理与实现

来源: 作者: 时间:2008-07-31 Tag: 点击:


  由于 module 是载到 kernel 使用的,所以,可能别的 module 会使用你的 module,甚至某些 process 也会使用到你的 module,为了避免 module 还有人使用时就被移除,每个 module 都有一个 use count。用来记录目前有多少个 process 或 module 正在使用这个 module。当 module 的 use count 不等于 0 时,module 是不会被移除掉的。也就是说,当 module 的 use count 不等于 0 时,cleanup_module() 是不会被呼叫的。

  在此,我要介绍三个 macro,是跟 module 的 use count 有关的。

MOD_INC_USE_COUNT
MOD_DEC_USE_COUNT
MOD_IN_USE

  MOD_INC_USE_COUNT 是用来增加 module 的 use count,而 MOD_DEC_USE_COUNT 是用来减少 module 的 use count。至于 MOD_IN_USE 则是用来检查目前这个 module 是不是被使用中。也就是检查 use count 是否为 0。module 的 use count 必须由写 module 的人自己来 maintain。系统并不会自动为你把 use count 加一或减一。一切都得由自己控制。下面有一个例子,但是,并不会介绍这三个 macro 的使用方法。将来如果有机会,我再来介绍这三个 macro 的用法。

  这个例子很简单。其实只是示范如何使用 init_module() 以及 cleanup_module() 来写一个 module。当然,这两个 function 只是构成 module 的基本条件罢了。至于 module 里要提供的功能则是看各人的需要。

main.c
#define MODULE
#include <linux/module.h>
#include <asm/uaccess.h>
int full;
EXPORT_SYMBOL(full); /* 将 full export 出去 */
int init_module( void )
{
printk( "<5> Module is loaded\n" );
return 0;
}
void cleanup_module( void )
{
printk( "<5> Module is unloaded\n" );
}

  关于 printk 是这样子的,它是 kernel 所提供的一个打印讯息的 function。kernel 有 export 这个 function。所以你可以自由的使用它。它的用法跟 printf 几乎一模一样。唯独讯息的开头是 <5>,其实,不见得这三个字符啦。也可以是 <4>,<3>,<7> 等等的东西。这是代表这个讯息的 prioirty 或 level。<5> 表示的是跟 KERNEL 有关的讯息。

main.ver:

  利用 genksyms 产生出来的。

gcc -E -D__GENKSYMS__ main.c | genksyms -k 2.2.1 > main.ver

  接下来,就是要把 main.c compile 成 main.o

gcc -D__KERNEL__ -DMODVERSIONS -DEXPORT_SYMTAB -c \
-I/usr/src/linux/include/linux -include \
/usr/src/linux/include/linux/modversions.h \
-include ./main.ver main.c

  好了。main.o 已经成功的 compile 出来了,现在下一个 command,

insmod main.o

  检查看 /proc/modules 里是否有 main 这个 module。如果有,表示 main 这个 module 已经载到 kernel 了。再下一个指令,看看 full export 出去的结果。

ksyms

结果显示

Address Symbol Defined by
c40220e0 full_R355b84b2 [main]
c401d04c ne_probe [ne]
c401a04c ei_open [8390]
c401a094 ei_close [8390]
c401a504 ei_interrupt [8390]
c401af1c ethdev_init [8390]
c401af80 NS8390_init [8390]

  可以看到 full_R355b84b2,表示,我们已经成功的将 full 的名字加上 kernel version 的 information 了。当我们不需要这个 module 时,我们就可以下一个 command,

rmmod main

  这样 main 就会被移除掉了。再检查看看 /proc/modules 就可以发现 main 那一行不见了。各位现在可以看一下 /var/log/message 这个档案,应该可以发现以两行

Apr 12 14:19:05 host kernel: Module is loaded
Apr 12 14:39:29 host kernel: Module is unloaded

  这两行就是 printk 印出来的。

  关于 module 的介绍已经到此告一段落了。其实,使用 module 实在是很简单的一件事。对于要发展 driver 或是增加 kernel 某些新功能的人来讲,用 module 不啻为一个方便的方式。希望这篇文章对各位能有所帮助。


庄荣城 (J.C. Chuang), cjc86@cs.ccu.edu.tw




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