[系统运维]Linux内核模块

Linux是一个单内核的结构，单内核的模块的可维护性比较差，当我们想增加一个新的功能，比如说要写一个驱动程序要融入到内核里头，Linux内核现在非常庞大，编译一次内核花费的时间很长。所幸的是Linux提供了一种机制（可加载的Linux内核模块），我们所写的代码不需要完全和内核捆绑在一起。在Linux内核运行的过程中，可以把模块加载进Linux内核，当不需要这个模块的时候，即使Linux内核在运行，也可以进行卸载。

Linux内核模块编程

printk函数包含在linux/kernel.h，linux/module.h和linux/init.h是必须包含的头文件。

• 模块的初始化函数
  __init是用于初始化的编译修饰符，当通过insmod命令加载内核模块时，模块的初始化函数会自动被内核执行，完成本模块相关初始化工作。

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernrl.h>
#include <linux/init.h>

static int __init lkp_init(void)
{
    printk("Hello, World! from the kernel space...\n");
    return 0;
}

• 模块的退出和清理函数
  当通过rmmod命令卸载模块时，模块的退出函数会自动被内核执行，完成退出清理工作。

static void __exit lkp_exit(void)
{
    printk("Goodbye, World! leaving kernel space...\n");
}

• module_init和module_exit
  module_init表示要用来调用这个初始化函数的宏，它的参数是一个函数名，这个宏定义它放在linux/module.h。
  module_init(lkp_init);
  module_exit(lkp_exit);
• 模块许可证申明

MODULE_LICENSE("GPL");

• 模块的参数
  块参数是模块被加载的时候可以被传递给他的值，它本身对应模块内部的全局变量。

• 模块的导出符号
  内核模块可以导出符号(symbol,对应于函数或变量)，这样其他模块可以使用本模块中的变量或函数。

EXPORT_SYMBOL(variable);
EXPORT_SYMBOL(FunctionName);

模块的编译

Linux内核模块不是一个独立的可执行文件，是在内核运行期间可以插入到内核中的，只有超级用户才能加载和卸载模块。
编译内核模块不能用一般的编译方法，必须写一个Makefile文件，下面这个格式是在ubuntu下的格式。
obj-m :=这个赋值语句的含义是说明要使用目标文件module_helloworld.o建立一个模块，最后生成的模块名为module_helloworld.ko。.o文件是经过编译和汇编，而没有经过链接的中间文件。

obj-m:module_helloworld.o # 产生module_helloworld模块的目标文件
CURRENT_PATH := $(shell pwd) # 模块所在的当前路径
LINUX_KERNEL := $(shell uname -r) # linux内核源码的当前版本
LINUX_KERNEL := /usr/src/linux-headers-$(LINUX_KERNEL) # linux内核源码的绝对路径

all:
	make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH ) modules # 编译模块
clean:
	make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH ) clean # 清理模块

模块插入命令insmod module_helloworld.ko
模块卸载命令rmmod module_helloworld