一、linux核心子產品簡介
linux核心整體結構非常龐大，其包含的元件也非常多。我們怎麼把需要的部分都包含在核心中呢？
一種辦法是把所有的需要的功能都編譯到核心中。這會導緻兩個問題，一是生成的核心會很大，二是如果我們要在現有的核心中新增或删除功能，不得不重新編譯核心，工作效率會非常的低，同時如果編譯的子產品不是很完善，很有可能會造成核心崩潰。
linux提供了另一種機制來解決這個問題，這種集中被稱為子產品，可以實作編譯出的核心本身并不含有所有功能，而在這些功能需要被使用的時候，其對應的代碼可以被動态的加載到核心中。
二、子產品特點：
1)子產品本身并不被編譯入核心，進而控制了核心的大小。
2)子產品一旦被加載，他就和核心中的其他部分完全一樣。
注意：子產品并不是驅動的必要形式：即：驅動不一定必須是子產品，有些驅動是直接編譯進核心的；同時子產品也不全是驅動，例如我們寫的一些很小的算法可以作為子產品編譯進核心，但它并不是驅動。就像燒餅不一定是圓的，圓的也不都是燒餅一樣。
三、最簡單的子產品分析
1)以下是一個最簡單的子產品例子
#include
#include
staticint__init hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO" Hello World enter\n");
return0;
}
staticvoid__exit hello_exit(void)
{
printk(KERN_INFO" Hello World exit\n ");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Module");
MODULE_ALIAS("a simplest module");
#include
#include
static int __init hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO " Hello World enter\n");
return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
printk(KERN_INFO " Hello World exit\n ");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Module");
MODULE_ALIAS("a simplest module");
2) 以下是編譯上述子產品所需的編寫的makefile
obj-m :=hello.o//目标檔案
#module-objs := file1.o file.o //當子產品有多個檔案組成時，添加本句
KDIR :=/usr/src/linux//核心路徑，根據實際情況換成自己的核心路徑，嵌入式的換成嵌入式，PC機的指定PC機路徑
PWD := $(shell pwd)//子產品源檔案路徑
all:
$(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules
@rm -rf *.mod.*
@rm -rf .*.cmd
@rm -rf *.o
@rm -rf Module.*
clean:
rm -rf *.ko
obj-m :=hello.o //目标檔案
#module-objs := file1.o file.o //當子產品有多個檔案組成時，添加本句
KDIR :=/usr/src/linux //核心路徑，根據實際情況換成自己的核心路徑，嵌入式的換成嵌入式，PC機的指定PC機路徑
PWD := $(shell pwd) //子產品源檔案路徑
all:
$(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules
@rm -rf *.mod.*
@rm -rf .*.cmd
@rm -rf *.o
@rm -rf Module.*
clean:
rm -rf *.ko
最終會編譯得到：hello.ko檔案
使用insmodhello.ko将子產品插入核心，然後使用dmesg即可看到輸出提示資訊。
常用的幾種子產品操作：
insmod XXX.ko 加載指定子產品
lsmod 列舉目前系統中的所有子產品
rmmod XXX 解除安裝指定子產品(注意沒有.ko字尾)
dmesg 當列印等級低于預設輸出等級時，采用此指令檢視系統日志
3)linux核心子產品的程式結構
1.子產品加載函數：
Linux核心子產品一般以__init标示聲明，典型的子產品加載函數的形式如下:
staticint__init myModule_init(void)
{
PRINTK("myModule_init\n");
return0;
}
module_init(myModule_init);
static int __init myModule_init(void)
{
PRINTK("myModule_init\n");
return 0;
}
module_init(myModule_init);
子產品加載函數的名字可以随便取，但必須以“module_init(函數名)”的形式被指定；
執行insmod指令時被執行，用于初始化子產品所必需資源，比如記憶體空間、硬體裝置等；
它傳回整形值，若初始化成功，應傳回0，初始化失敗傳回負數。
2.子產品解除安裝函數
典型的子產品解除安裝函數形式如下：
staticvoid__exit myModule_exit(void)
{
PRINTK("myModule_exit\n");
return;
}
module_exit(myModule_exit);
static void __exit myModule_exit(void)
{
PRINTK("myModule_exit\n");
return;
}
module_exit(myModule_exit);
子產品解除安裝函數在子產品解除安裝的時候執行，不傳回任何值，需用”module_exit(函數名)”的形式被指定。
解除安裝子產品完成與加載函數相反的功能：
若加載函數注冊了XXX，則解除安裝函數應當登出XXX
若加載函數申請了記憶體空間，則解除安裝函數應當釋放相應的記憶體空間
若加載函數申請了某些硬體資源(中斷、DMA、I/0端口、I/O記憶體等)，則解除安裝函數應當釋放相應的硬體資源
若加載函數開啟了硬體，則解除安裝函數應當關閉硬體。
其中__init 、__exit 為系統提供的兩種宏，表示其所修飾的函數在調用完成後會自動回收記憶體，即核心認為這種函數隻會被執行1次，然後他所占用的資源就會被釋放。
3.子產品聲明與描述
在linux核心子產品中，我們可以用MODULE_AUTHOR、MODULE_DESCRIPTION、MODULE_VERSION、MODULE_TABLE、MODULE_ALIA，分别描述子產品的作者、描述、版本、裝置表号、别名等。
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Module");
MODULE_ALIAS("a simplest module");
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello World Module");
MODULE_ALIAS("a simplest module");
四、有關子產品的其它特性
1)子產品參數：
我們可以利用module_param(參數名、參數類型、參數讀寫屬性) 為子產品定義一個參數，例如：
staticchar*string_test = “thisis a test”;
staticnum_test = 1000;
module_param (num_test,int,S_IRUGO);
module_param (steing_test,charp,S_ITUGO);
static char *string_test = “this is a test”;
static num_test = 1000;
module_param (num_test,int,S_IRUGO);
module_param (steing_test,charp,S_ITUGO);
在裝載子產品時，使用者可以給子產品傳遞參數，形式為：”insmod 子產品名 參數名=參數值”，如果不傳遞，則參數使用預設的參數值
參數的類型可以是：byte,short,ushort,int,uint,long,ulong,charp,bool；
權限：定義在linux/stat.h中，控制存取權限，S_IRUGO表示所有使用者隻讀；
子產品被加載後，在sys/module/下會出現以此子產品命名的目錄，當讀寫權限為零時：表示此參數不存在sysfs檔案系統下的檔案節點，當讀寫權限不為零時：此子產品的目錄下會存在parameters目錄，包含一系列以參數名命名的檔案節點，這些檔案節點的權限值就是傳入module_param()的“參數讀/寫權限“，而該檔案的内容為參數的值。
除此之外，子產品也可以擁有參數數組，形式為：”module_param_array(數組名、數組類型、數組長、參數讀寫權限等)”，當不需要儲存實際的輸入的數組元素的個數時，可以設定“數組長“為0。
運作insmod時，使用逗号分隔輸入的數組元素。
下面是一個實際的例子，來說明子產品傳參的過程。
#include
#include
#include
#define DEBUG //open debug message
#ifdef DEBUG
#define PRINTK(fmt, arg...) printk(KERN_WARNING fmt, ##arg)
#else
#define PRINTK(fmt, arg...) printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)
#endif
staticchar*string_test="default paramater";
staticintnum_test=1000;
staticint__init hello_init(void)
{
PRINTK("\nthe string_test is : %s\n",string_test);
PRINTK("the num_test is : %d\n",num_test);
return0;
}
staticvoid__exit hello_exit(void)
{
PRINTK(" input paramater module exit\n ");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
module_param(num_test,int,S_IRUGO);
module_param(string_test,charp,S_IRUGO);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("GPL");
#include
#include
#include
#define DEBUG//open debug message
#ifdef DEBUG
#define PRINTK(fmt, arg...)printk(KERN_WARNING fmt, ##arg)
#else
#define PRINTK(fmt, arg...)printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)
#endif
static char *string_test="default paramater";
static int num_test=1000;
static int __init hello_init(void)
{
PRINTK("\nthe string_test is : %s\n",string_test);
PRINTK("the num_test is : %d\n",num_test);
return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
PRINTK(" input paramater module exit\n ");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
module_param(num_test,int,S_IRUGO);
module_param(string_test,charp,S_IRUGO);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("GPL");
當執行 insmod hello_param.ko時，執行dmesg 檢視核心輸出資訊：
Hello World enter
the test string is：thisis a test
the test num is ：1000
Hello World enter
the test string is： this is a test
the test num is ：1000
當執行insmod hello_param.ko num_test=2000 string_test=“edit by dengwei”，執行dmesg檢視核心輸出資訊：
Hello World enter
the test string is： edit by dengwei
the test num is ：2000
Hello World enter
the test string is： edit by dengwei
the test num is ：2000
2)導出子產品及符号的互相引用
Linux2.6核心的“/proc/kallsyms“檔案對應核心符号表，它記錄了符号以及符号所在的記憶體位址，子產品可以使用下列宏導到核心符号表中。
EXPORT_SYMBOL(符号名)； 任意子產品均可
EXPORT_SYMBOL_GPL(符号名)； 隻使用于包含GPL許可權的子產品
導出的符号可以被其它子產品使用，使用前聲明一下即可。
下面給出一個簡單的例子：将add sub符号導出到核心符号表中，這樣其它的子產品就可以利用其中的函數
#include
#include
#include
intadd_test(inta ,intb)
{
returna + b;
}
intsub_test(inta,intb)
{
returna - b;
}
EXPORT_SYMBOL(add_test);
EXPORT_SYMBOL(sub_test);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("GPL");
#include
#include
#include
int add_test(int a ,int b)
{
return a + b;
}
int sub_test(int a,int b)
{
return a - b;
}
EXPORT_SYMBOL(add_test);
EXPORT_SYMBOL(sub_test);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("GPL");
執行 cat/proc/kallsyms | grep test 即可找到以下資訊，表示子產品确實被加載到核心表中。
f88c9008 r __ksymtab_sub_integar [export_symb]
f88c9020 r __kstrtab_sub_integar [export_symb]
f88c9018 r __kcrctab_sub_integar [export_symb]
f88c9010 r __ksymtab_add_integar [export_symb]
f88c902c r __kstrtab_add_integar [export_symb]
f88c901c r __kcrctab_add_integar [export_symb]
f88c9000 T add_tes [export_symb]
f88c9004 T sub_tes [export_symb]
13db98c9 a __crc_sub_integar [export_symb]
e1626dee a __crc_add_integar [export_symb]
f88c9008 r __ksymtab_sub_integar [export_symb]
f88c9020 r __kstrtab_sub_integar [export_symb]
f88c9018 r __kcrctab_sub_integar [export_symb]
f88c9010 r __ksymtab_add_integar [export_symb]
f88c902c r __kstrtab_add_integar [export_symb]
f88c901c r __kcrctab_add_integar [export_symb]
f88c9000 T add_tes [export_symb]
f88c9004 T sub_tes [export_symb]
13db98c9 a __crc_sub_integar [export_symb]
e1626dee a __crc_add_integar [export_symb]
在其它子產品中可以引用此符号
#include
#include
#include
#define DEBUG //open debug message
#ifdef DEBUG
#define PRINTK(fmt, arg...) printk(KERN_WARNING fmt, ##arg)
#else
#define PRINTK(fmt, arg...) printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)
#endif
externintadd_test(inta ,intb);
externintsub_test(inta,intb);
staticint__init hello_init(void)
{
inta,b;
a = add_test(10,20);
b = sub_test(30,20);
PRINTK("the add test result is %d",a);
PRINTK("the sub test result is %d\n",b);
return0;
}
staticvoid__exit hello_exit(void)
{
PRINTK(" Hello World exit\n ");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_AUTHOR("dengwei");
MODULE_LICENSE("GPL");