insmod时内核做了什么
来源:互联网 发布:网络ip摄像头偷窥软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/09 09:52
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在Linux下,驱动程序是内核的一部分,运行在内核态下,你可以将驱动静态的和内核编译在一起,这样的缺点是内核会比较大,而且如果驱动出错,会导致整个系统崩溃;也可以以module的方式编译,在需要的时候动态的载入。如果你编译过内核,应该记得在make menuconfig中,选项前面是可以选择和的,就分别表示"编译到内核中"和"编译成模块"。
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下面介绍下模块,一个简单的“helloworld module”如下所示:
/* hello-1.c - The simplest kernel module. */#include /* Needed by all modules */#include /* Needed for KERN_ALERT */ int init_module(void){ printk("<1>Hello world 1.\n"); // A non 0 return means init_module failed; module can't be loaded. return 0;} void cleanup_module(void){ printk(KERN_ALERT "Goodbye world 1.\n");}
其中,init_module函数是加载模块时会被调用的,一般作一些初始化的工作;cleanup_module函数是卸载模块时会被调用的,做一些清理的工作。因为模块是运行在内核态的,你自然不能使用库函数,因此要打印信息,需要使用printk函数而不是printf函数。另外,你可以使用任意函数名(只要同内核函数名不冲突)来替换init_module和cleanup_module这两个函数名,但必须使用module_init(初始化函数名),module_exit(卸载时函数名)这两个宏来声明一下,也就是说,下面这个模块和上面的模块是等价的:
/* hello-1.c - The simplest kernel module. */#include /* Needed by all modules */#include /* Needed for KERN_ALERT */ int helloworld(void){ printk("<1>Hello world 1.\n"); // A non 0 return means init_module failed; module can't be loaded. return 0;} void goodbyeworld(void){ printk(KERN_ALERT "Goodbye world 1.\n");}module_init(helloworld);module_exit(goodbyeworld);
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编译和加载一个模块也很容易:
从上面的图可以看到,我们通过make编译生成一个模块文件".ko"之后,使用"insmod"命令来加载模块,那么“insmod”具体做了什么呢?
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下面让我们来介绍下insmod这个工具:
insmod是linux下加载模块的工具,路径一般是/sbin/insmod,当你调用这个工具后,它的工作基本如下:
- 在用户空间打开待安装的module
- 调用query_module()系统调用询问无法落实的符号在内核或其他模块中的地址
- 链接操作,落实模块中的符号引用
- 调用create_module()系统调用在内核中创建module数据结构,并申请所需的内核空间
- 调用init_module()系统调用将链接好的module映像装入内核空间,然后调用模块中的init_module()函数(注意:这里面的两个init_module函数不一样,一个是系统调用,一个是你写在模块里面的函数)
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内核导出的符号清单可以由下面的命令来查看:
more /proc/k[all]symsc0400000 T _textc0400000 T startup_32c040007b t default_entryc04000d0 T startup_32_smpc0400152 t checkCPUtypec04001d3 t is486c04001da t is386c0400247 t check_x87c040027a t setup_idt…c06adb25 T printk…
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从已加载模块中卸载模块使用的是“rmmod”,"rmmod"所做工作如下:
- 调用delete_module()系统调用释放模块的module结构,同时释放模块所占的内核空间
- 调用模块中的cleanup_module()的函数
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那么,一般情况下,驱动程序会在init_module()和cleanu_module()函数中做些什么呢?
- init_module(): 向内核登记本模块中一些包含着函数指针的数据结构(file_operations)
- cleanup_module(): 向内核撤销本模块提供的数据结构的登记,使内核在模块拆卸后不至于再企图访问这些数据结构
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一个字符型驱动的注册函数如下:
#include #inlcude int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, struct file_operations *fops);
- major: 设备的主设备号,若为空则系统动态分配
- name: 设备名
- fops: 函数指针结构,各个调用的入口
- 操作成功,设备名出现在/proc/devices文件
至于怎么创建一个有设备名和设备号的文件,可以通过man mknod获取信息。
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file_operantions的结构如下:
Linux-2.6.27.25struct file_operations {struct module *owner;loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);……}
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此外,初始化部分还负责为设备驱动申请系统资源,如:内存,时钟,中断,I/O端口等。
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