学习内核模块编程,第一个小程序当然是hello,kernel!了,这里讲解一下简单的内核模块的插入和删除操作
在编写Linux内核模块时,主要分为以下四步:
1.首先编写自己的.c文件
2.然后编写自己的Makefile文件
3.之后使用make命令来对自己的.c文件进行编译,生成.ko文件
4.最后的.ko文件就是我们所需的模块了,我们就是对它来进行插入和删除操作
1.首先编写hello.c文件
#include<linux/module.h>
#include<linux/kernel.h>
#include<linux/init.h>
//模块加载函数
static int __init lkm_init(void)
{
printk("hello World\n");
return 0;
}
//模块卸载函数
static void __exit lkm_exit(void)
{
printk("Goodbye\n");
}
//模块注册
module_init(lkm_init);
module_exit(lkm_exit);
//必选 模块许可声明
MODULE_LICENSE("GPL");
通常一个模块程序的中,模块加载函数,模块卸载函数以及模块许可声明是必须有的,而象模块参数,模块导出符号以及模块作者信息声明等都是可选的。
我们编写了模块加载函数后,还必须用module_init(mode_name);的形式注册这个函数。因为当我们接下来用insmod加载模块时,内核会自动去寻找并执行内核加载函数,完成一些初始化工作。类似的当我们使用rmmod命令时,内核会自动去执行内核卸载函数。
请注意这里的printk函数,可以简单的理解为它是内核中的printf函数,初次使用很容易将其打成printf。
2.编写Makefile文件
Makefile的第一个字母要大写,这样才能保证后面的make命令的使用中可以正确的找到Makefile文件进行编译
#Makefile文件注意:假如前面的.c文件起名为first.c,那么这里的Makefile文件中的.o文
#件就要起名为first.o 最后生成的是first.ko 只有root用户才能加载和卸载模块
obj-m:=helloworld.o #产生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内核代码的当前版本
LINUX_KERNEL_PATH:=/home/shupeiyao/linux-5.14.17 # 自己内核的位置
all:
make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules #编译模块
#[Tab] 内核的路径 当前目录编译完放哪 表明编译的是内核模块
clean:
make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean #清理模块
首先第一句话指定要被编译的文件。其实Makefile中有这样一句话就可以了,但是这样的话每次make时都要加入其他命令,所以我们不妨就在Make中加入每次要执行的命令(脚本语言的功能体现出来了)。每次只要输入make命令即可。
我们首先获得当前的相对路径(你可以在终端输入pwd试一下这个命令),然后再获得当前内核的版本号,这样就可以直接获得当前内核的绝对路径。当然你可以直接输入当前内核版本,不过这样不方便移植,如果当前内核版本号与此文件中的版本号不同时,就得修改。所以上面的方法有很好的移植性,而且可读性也强。
这里会经常出现$(variable name)这样的字符串,其实这是对括号内变量的一种引用,具体可参考Makefile的相关语法规则。
3.make
可以看到我们已经生成了所需要的.ko文件,即模块目标文件
在编辑错的时候可以使用
make clean
之后再次使用命令
make
在这里,终端不再显示helloworld,因为内核打交道的方式不再是通过终端了,而是在proc目录下
proc是一个虚拟文件系统,它可以用于访问一些有关于内核的状态进程的信息
我们来进入proc自录来查看一下
我们可以看到有很多的文件,这里的每一个数字都代表了一个进程的信息
找到meminfo,在这个文件中保存了一些物理内存和交换空闻的信息
我们还可以找到kmsg,这个就是所有的日志信息了,各种级别的日志信息都包含在这里
proc文件都可以使用more,less或者cat命令来进行查看
那我们这里查看kmsg采用的方式是使用一个命令叫做
dmesg
4.插入删除和查看模块
insmod命令可以使我们写的这个模块加入到内核中,但是一般我们要加上sudo(注意插入卸载模块需要超级用户权限)。
可以使用命令
lsmod #查看当前系统中的模块
可以看到helloworld模块已经插入进来了
我们在加载或卸载模块时都有一些提示语,即我们printk中显示的语句,这时候可以用dmesg命令来查看。
接下来就可以使用dmesg命令来打印系统的日志信息
我们可以看到helloworld已经顺利输出了
接下来对它进行删除,也需要超级用户权限
在这里只需要写上它的模块名称不用再加后缀名
使用lsmod查看
可以看见已经没用helloworld模块了
使用dmesg命令查看
可以看到正确打印了Goodbye