【linux】驅動-2-核心子產品

目錄

• 前言
• 2. 核心子產品
  • 2.1 核心子產品概念
    • 2.1.1 核心
    • 2.1.2 核心子產品機制的引入
  • 2.2 核心子產品
    • 2.2.1 核心子產品參考例程
    • 2.2.2 核心子產品指令
    • 2.2.3 系統自動加載子產品 **
    • 2.2.4 導出符号
    • 2.2.5 子產品參數
• 參考

• 以野火i.M 6U為例

本章節筆記主要了解核心子產品代碼架構和原理，分析一個簡單的核心子產品例子。

需要明确的是子產品和驅動是兩回事。

核心，是一個作業系統的核心。是基于硬體的第一層軟體擴充，提供作業系統的最基本的功能， 是作業系統工作的基礎，決定着整個作業系統的性能和穩定性。

核心按照體系結構分為：微核心和宏核心。

• 參考圖：

提高系統靈活性，在調試驅動的時候不需要重新編譯核心，也不需要重新啟動核心，隻需要插入需要調試的驅動即可。

核心子產品的特點：

• 子產品本身不被編譯入核心映像，這控制了核心的大小。
• 子產品一旦被加載，它就和核心中的其它部分完全一樣。

核心子產品編譯後會得到一個 .ko 的 ELF 檔案。（ELF 檔案可以百度一下，也可以參考野火的核心子產品章節。）

ELF 檔案：這類檔案包含了代碼和資料，可以被用來連結成可執行檔案或共享目标檔案，靜态連結庫也可以歸為這一類。

必須内容可分為以下幾點：

• 入口函數：當通過insmod或modprobe指令加載核心子產品時，子產品的加載函數就會自動被核心執行，完成本子產品相關的初始化工作。
• 出口函數：執行rmmod指令解除安裝子產品時，子產品解除安裝函數就會自動被核心自動執行，完成相關清理工作。
• 協定：許可證聲明描述核心子產品的許可權限，如果子產品不聲明，子產品被加載時，将會有核心被污染的警告。

非必須内容：

• 子產品參數：子產品參數是子產品被加載時，可以傳值給子產品中的參數。
• 子產品導出符号： 子產品可以導出準備好的變量或函數作為符号，以便其他核心子產品調用。
• 子產品的其他相關資訊： 可以聲明子產品作者等資訊。

hello_module.c

/** @file hello_module.c
* @brief 簡要說明
* @details 詳細說明
* @author lzm
* @date 2021-02-21 18:08:07
* @version v1.0
* @copyright Copyright By lizhuming, All Rights Reserved
*
**********************************************************
* @LOG 修改日志:
**********************************************************
*/
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
// 入口函數：安裝驅動時調用的函數
static int __init hello_init(void)
{
printk(KERN_EMERG "[ KERN_EMERG ] Hello Module Init\n");
printk( "[ default ] Hello Module Init\n");
return 0;
}
// 出口函數：解除安裝驅動時調用的函數
static void __exit hello_exit(void)
{
printk("[ default ] Hello Module Exit\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
//MODULE_LICENSE("GPL2");
MODULE_AUTHOR("embedfire ");
MODULE_DESCRIPTION("hello world module");
MODULE_ALIAS("test_module");
           

insmod：插入子產品：

insmod+子產品完整路徑

。

modprobe：插入子產品，insmod具備同樣的功能，同樣可以将子產品加載到核心中，除此以外modprobe還能檢查子產品之間的依賴關系， 并且按照順序加載這些依賴，可以了解為按照順序多次執行insmod。

depmod：建立子產品依賴檔案。modprobe是怎麼知道一個給定子產品所依賴的其他的子產品呢？在這個過程中，depmod起到了決定性作用，當執行modprobe時， 它會在子產品的安裝目錄下搜尋module.dep檔案，這是depmod建立的子產品依賴關系的檔案。

rmmod：删除子產品：

insmod+子產品名稱

lsmod：檢視所有子產品。

modinfo：顯示子產品中的幾個宏的定義。如協定、作者等等。

讓系統自動加載子產品需要用到指令depmod和modprobe。

首先需要将我們想要自動加載的子產品統一放到 /lib/modules/核心版本 目錄下，核心版本使用

uname -r

查詢；

其次使用depmod建立子產品之間的依賴關系，指令

depmod -a

；

這個時候我們就可以在modules.dep中看到子產品依賴關系，可以使用如下指令檢視：

cat /lib/modules/核心版本/modules.dep | grep calculation
           

最後在/etc/modules加上我們自己的子產品。

• 注意在該配置檔案中，子產品不寫成.ko形式代表該子產品與核心緊耦合，有些是系統必須要跟核心緊耦合，比如mm子系統， 一般寫成.ko形式比較好，如果出現錯誤不會導緻核心出現panic錯誤，如果內建到核心，出錯了就會出現panic。

  然後重新開機開發闆，使用指令lsmod即可檢視我們的子產品開機就被加載到核心了。

實際上，符号指的就是核心子產品中使用 EXPORT_SYMBOL 聲明的函數和變量。當子產品被裝入核心後，它所導出的符号都會記錄在公共核心符号表中。可供給其它子產品使用。

導出方法：

• 符号必須在子產品檔案的全局部分導出，不能在函數中使用。
• _GPL使得導出的子產品隻能被GPL許可的子產品使用。
• 編譯我們的子產品時，這兩個宏會被拓展為一個特殊變量的聲明，存放在ELF檔案中。 具體也就是存放在ELF檔案的符号表中：
  • st_name： 是符号名稱在符号名稱字元串表中的索引值；
  • st_value： 是符号所在的記憶體位址；
  • st_size： 是符号大小；
  • st_info： 是符号類型和綁定資訊；
  • st_shndx： 表示符号所在section。

EXPORT_SYMBOL(name)
EXPORT_SYMBOL_GPL(name)  // name為要導出的标志
           

調用方法(例子)：

extern int name;
           

Linux核心提供一個宏來實作子產品的參數傳遞：

#define module_param(name, type, perm) module_param_named(name, name, type, perm)
#define module_param_array(name, type, nump, perm) module_param_array_named(name, name, type, nump, perm)
           

• name： 我們定義的變量名；
• type：參數的類型，目前核心支援的參數類型有byte，short，ushort，int，uint，long，ulong，charp，bool，invbool。其中charp表示的是字元指針，bool是布爾類型，其值隻能為0或者是1；invbool是反布爾類型，其值也是隻能取0或者是1，但是true值表示0，false表示1。變量是char類型時，傳參隻能是byte，char * 時隻能是charp。
• perm：表示的是該檔案的權限，具體參數值見下表：

對應使用者	字元	說明
目前使用者	S_IRUSR	使用者具有讀權限
	S_IWUSR	使用者具有寫權限
目前使用者組	S_IRGRP	目前使用者組的其它使用者擁有讀權限
	S_IWGRP	目前使用者組的其它使用者擁有寫權限
其它使用者	S_IROTH	其它使用者具有讀權限
	S_IWOTH	其它使用者具有寫權限

子產品參數使用示例

子產品源碼：

static int nameA=0;
module_param(nameA,int,0);
static bool nameB=0;
module_param(nameB,bool,0644);
           

加載子產品後，會在路徑 /sys/module/子產品名/parameters 下存在以子產品參數為名的檔案。（注：若檔案權限為0，則無法檢視該檔案，也不會顯示在該路徑）

• 李柱明部落格：https://www.cnblogs.com/lizhuming/
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