内核模块实验奔跑吧Linux内核

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了内核模块实验奔跑吧Linux内核相关的知识，希望对你有一定的参考价值。


文章目录

内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），可在内核运行时加载一组目标代码来实现某个特定的功能，这样在实际使用 Linux 的过程中就不需要重新编译内核代码来实现动态扩展。

Debug

可复用Makefile

如果你想这么写Makefile，可能不太起作用，虽然好像能够具备良好的易用性。建议还是针对性地将文件名显示地写出来，就像下面这样，只需要改注释的那两行即可。（目前没有解决这个问题）

# Makefile to make module

BASEINCLUDE ?= /lib/modules/`uname -r`/build

# MODULE_NAME-objs := TARGET_FILE.o (TARGET_FILE.c)
parm_module-objs := module_parm.o 
# obj-m := MODULE_NAME.o
obj-m := parm_module.o # module.o

all:
  $(MAKE) -C $(BASEINCLUDE) M=`pwd` modules
clean:
  $(MAKE) -C $(BASEINCLUDE) M=`pwd` clean
  rm -f *.ko

模块代码

// my_test.c
#include <linux/init.h> // 包含了module_init()、module_exit()函数申明
#include <linux/module.h> // MODULE_xxx

// 模块入口，内核在初始化各个模块时有优先级顺序，内核把所有模块的初始化函数都存放在一个特别的段中来管理
static int __init my_test_init(void)

  printk("my first kernel module init.\\n");
  return 0;


// 模块退出函数
static void __exit my_test_exit(void)

  printk("goodbye.\\n");


module_init(my_test_init);
module_exit(my_test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Jia ming");
MODULE_DESCRIPTION("my test kernel module.");
MODULE_ALIAS("mytest"); // 为用户空间提供合适的别名

Makefile

BASEINCLUDE ?= /lib/modules/`uname -r`/build # 模块安装路径
mytest-objs := my_test.o # 目标文件
obj-m := mytest.o # 定义模块名

all:
  $(MAKE) -C $(BASEINCLUDE) M=$(PWD) modules; 
clean:
  $(MAKE) -C $(BASEINCLUDE) M=$(PWD) clean;
  rm -f *.ko;

执行

jiaming@ubuntu:~/Documents/CProject$ tree .
.
├── Makefile
└── my_test.c

0 directories, 2 files


jiaming@ubuntu:~/Documents/CProject$ make
make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=/home/jiaming/Documents/CProject modules; 
make[1]: Entering directory /usr/src/linux-headers-5.10.0-1044-oem
  CC [M]  /home/jiaming/Documents/CProject/my_test.o
  LD [M]  /home/jiaming/Documents/CProject/mytest.o
  MODPOST /home/jiaming/Documents/CProject/Module.symvers
  CC [M]  /home/jiaming/Documents/CProject/mytest.mod.o
  LD [M]  /home/jiaming/Documents/CProject/mytest.ko
make[1]: Leaving directory /usr/src/linux-headers-5.10.0-1044-oem


jiaming@ubuntu:~/Documents/CProject$ tree . # 编译完成后会生成 mytest.ko 文件
.
├── Makefile
├── modules.order
├── Module.symvers
├── my_test.c
├── mytest.ko
├── mytest.mod
├── mytest.mod.c
├── mytest.mod.o
├── my_test.o
└── mytest.o

0 directories, 10 files

验证

jiaming@ubuntu:~/Documents/CProject$ file mytest.ko # x86_64 ELF 文件
mytest.ko: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), BuildID[sha1]=80fe0e29ec10947eedd66ab3b21be2ab33f3b533, not stripped


jiaming@ubuntu:~/Documents/CProject$ modinfo mytest.ko
filename:       /home/jiaming/Documents/CProject/mytest.ko
alias:          mytest
description:    my test kernel module.
author:         Jia ming
license:        GPL
srcversion:     B30B37B2BFE0784D8BC61C4
depends:        
retpoline:      Y
name:           mytest
vermagic:       5.10.0-1044-oem SMP mod_unload modversions

加载模块

​​sudo insmod mytest.ko​​

​​dmesg​​​ 查看 ​​printk​​ 输出内容。

...
[182158.234851] [drm] ib test on ring 2 succeeded in 0 usecs
[182158.234864] [drm] ib test on ring 3 succeeded in 0 usecs
[182158.234880] [drm] ib test on ring 4 succeeded in 0 usecs
[184937.411931] my first kernel module init.

验证模块是否加载成功 —— lsmod

jiaming@ubuntu:~/Documents/CProject$ lsmod 
Module                  Size  Used by
mytest                 16384  0
ccm                    20480  9
hid_generic            16384  0
...

验证模块是否加载成功 —— /sys/modules/*

加载完模块后，系统会在该目录下新建一个目录。

jiaming@ubuntu:/sys/module$ ll | grep mytest
drwxr-xr-x   5 root root 0 Aug 31 11:09 mytest/

卸载模块

sudo rmmod mytest
  • ​​dmesg​​ 命令查看：
...
[185276.971010] goodbye.
  • ​​lsmod​​ 中没有 mytest 模块。
  • ​​/sys/modules​​ 中没有 mytest 目录。

给模块传递参数

可接受参数的模块

#include <linux/init.h> // 包含了module_init()、module_exit()函数申明
#include <linux/module.h> // MODULE_xxx

static int debug = 1;
module_param(debug, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(debug, "enable debugging information");
#define dprintk(args...) \\
  if(debug) \\
    printk(KERN_DEBUG args); \\
  

static int mytest = 100;
module_param(mytest, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(mytest, "test for module parameter");

// 模块入口，内核在初始化各个模块时有优先级顺序，内核把所有模块的初始化函数都存放在一个特别的段中来管理
static int __init my_test_init(void)

  dprintk("my first kernel module init.\\n");
  dprintk("module parameter=%d\\n", mytest);
  return 0;


// 模块退出函数
static void __exit my_test_exit(void)

  printk("goodbye.\\n");


module_init(my_test_init);
module_exit(my_test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Jia ming");
MODULE_DESCRIPTION("my test kernel module.");
MODULE_ALIAS("mytest");

传入参数
​​​sudo insmod mytest.ko mytest=200​​

查看结果
​​​dmesg​​ 查看

...
[185891.125462] my first kernel module init.
[185891.125473] module parameter=200

符号共享

模块之间相互调用。

EXPORT_SYMBOL() # 把函数或符号对全部内核代码公开，将函数以符号的方式导出给内核中的其它模块使用
EXPORT_SYMBOL_GPL() # 只能包含 GPL 许可的模块，MODULE_LICENSE("GPL")

导出的内核符号表可以通过 ​​/proc/kallsyms​​ 查看

...
0000000000000000 t cleanup_module [video]
0000000000000000 T acpi_video_get_edid  [video]
0000000000000000 T acpi_video_unregister  [video]
0000000000000000 T acpi_video_get_backlight_type  [video]
0000000000000000 T acpi_video_set_dmi_backlight_type  [video]
0000000000000000 t acpi_video_detect_exit [video]
0000000000000000 T acpi_video_register  [video]
0000000000000000 t bpf_prog_6deef7357e7b4530  [bpf]
0000000000000000 t bpf_prog_6deef7357e7b4530  [bpf]
...

​​符号在内核地址空间中的地址；符号属性；符号的字符串；哪些内核模块在使用这些符号​​

module1_file.c

#include <linux/init.h> // 包含了module_init()、module_exit()函数申明
#include <linux/module.h> // MODULE_xxx

static int debug = 1;
module_param(debug, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(debug, "enable debugging information");
#define dprintk(args...) \\
    if(debug) \\
        printk(KERN_DEBUG args); \\
    

static int mytest = 100;
module_param(mytest, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(mytest, "test for module parameter");

// 模块入口，内核在初始化各个模块时有优先级顺序，内核把所有模块的初始化函数都存放在一个特别的段中来管理
static int __init my_test_init(void)

    dprintk("my first kernel module init.\\n");
    dprintk("module parameter=%d\\n", mytest);
    return 0;


// 模块退出函数
static void __exit my_test_exit(void)

    printk("goodbye.\\n");


static int getvalue(void)

    return mytest;


EXPORT_SYMBOL(getvalue);

module_init(my_test_init);
module_exit(my_test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Jiaming");
MODULE_DESCRIPTION("my test kernel module.");
MODULE_ALIAS("module1");

Makefile

# Makefile to make module

BASEINCLUDE ?= /lib/modules/`uname -r`/build

# MODULE_NAME-objs := TARGET_FILE.o (TARGET_FILE.c)
module1-objs := module1_file.o
# obj-m := MODULE_NAME.o
obj-m := module1.o

all:
  $(MAKE) -C $(BASEINCLUDE) M=`pwd` modules
clean:
  $(MAKE) -C $(BASEINCLUDE) M=`pwd` clean
  rm -f *.ko

module2_file.c

#include <linux/init.h> // 包含了module_init()、module_exit()函数申明
#include <linux/module.h> // MODULE_xxx

extern int getvalue(void);

static int debug = 1;
module_param(debug, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(debug, "enable debugging information");
#define dprintk(args...) \\
    if(debug) \\
        printk(KERN_DEBUG args); \\
    

// static int mytest = 100;
// module_param(mytest, int, 0644);
// MODULE_PARM_DESC(mytest, "test for module parameter");

// 模块入口，内核在初始化各个模块时有优先级顺序，内核把所有模块的初始化函数都存放在一个特别的段中来管理
static int __init my_test_init(void)

    dprintk("my second kernel module init.\\n");
    static int mytest;
    mytest = getvalue();
    dprintk("module parameter=%d\\n", mytest);
    return 0;


// 模块退出函数
static void __exit my_test_exit(void)

    printk("goodbye.\\n");


module_init(my_test_init);
module_exit(my_test_e
以上是关于内核模块实验奔跑吧Linux内核的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 

 Linux内核内存管理总结


 进程调度案例分析：为何不能调度？


 内核模块编译实验


 实验二  内核模块编译


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