Linux內核模塊編程

1. 內核模塊

通常我們說的內核模塊全稱是可加載內核模塊（loadable kernel modules）。如果沒有 內核模塊的話，那麼對Linux這種單內核系統而言，所有模塊需要全部放在內存中，而且每次更改都需要重新編譯，重新啓動系統，有了它則避免了以上問題，可以在需要的時候加載內核中。

2. 內核模塊基本結構

基本結構包括，頭文件，模塊信息，初始化及退出清理模塊函數。

//hello world
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>

/*模塊信息*/
MODULE_AUTHOR("newand");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("Hello Module");

/*初始化模塊*/
static int __init hello_init(void)
{
	//netfilter註冊模塊函數
	//nf_register_hook(&nf_out_modify);
	printk("<1>Hello World module init\n");
	return 0;
}
/*清理模塊*/
static void __exit hello_exit(void)
{
	//netfilter卸載模塊函數
	//nf_unregister_hook(&nf_out_modify);
	printk("<1>Hello World module exit\n");
}

/*模塊初始化入口*/
module_init(hello_init);
/*模塊卸載時出口*/
module_exit(hello_exit);

第2行：所有模塊必須有，內核模塊的標誌

第3行：常用內核函數

第4行：頭文件init.h包含了宏_init和_exit，它們允許釋放內核佔用的內存。

第7-9行：內核模塊信息

第11-18行：加載內核模塊時由第28行進入，調用此處init。

第20-25行：模塊退出時進行的清理工作在這裏調用處理。

3. makefile

#Makefile2.6 in ubuntu
obj-m += hellomod.o        # 產生hellomod 模塊的目標文件
CURRENT_PATH := $(shell pwd)   #模塊所在的當前路徑
LINUX_KERNEL := $(shell uname -r)    #Linux內核源代碼的當前版本
LINUX_KERNEL_PATH := /usr/src/linux-headers-$(LINUX_KERNEL) #Linux內核源代碼的絕對路徑
all:
	make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules   #編譯模塊了
clean:
	make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean    #清理

 

4. 運行

運行主要涉及到四個命令

insmod：加載模塊（root運行）

rmmod：卸載模塊（root運行）

dmesg：查看內核信息（調試時，printk的信息會顯示在此）

lsmod：顯示所有已加載模塊

5. Linux編程時常用命令

編程時需要查找某個函數，某個結構體，字符串等信息，除了搜索引擎外，還可以使用以下幾個命令。

4.1 man 可以查看一些方法的使用

如：

~$ man printf

4.2 locate 可以定位到輸入文件名的位置，它搜索一個系統每日更新的包含文件信息的數據庫。
如：

~$ locate skbuff.c
/home/***/文檔/linux network program/src file/19/sip_skbuff.c
/home/***/ns/nsc-0.5.3/linux-2.6/net/core/skbuff.c
/home/***/ns/nsc-0.5.3/linux-2.6.18/net/core/skbuff.c

4.3 grep -n '查找字符串' 位置

如果想要查找某個字符串在哪些文件中出現過，可以用這個命令，比較方便。

如：

~$ grep -n 'NF_IP6_PRI_FIRST' /usr/include/linux/*
/usr/include/linux/netfilter_ipv6.h:61:	NF_IP6_PRI_FIRST = INT_MIN,

 

參考

[1] linux內核之旅，http://www.kerneltravel.net/?page_id=8

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Loadable_kernel_module

[3] Peter Jay Salzman ，Michael Burian ，Ori Pomerantz  《The Linux Kernel Module Programming Guide 》

注：[3]這本書值得看一下。