linux驱动之模块化编程

概念

区别于直接编译源码，可以快速编译功能代码，以模块的形式添加到linux系统中，便于测试，而不是反复修复源码进行编译。

步骤

第1步

包含头文件，并通过MODULE_LICENSE("GPL")告诉内核模块遵从GPL协议，这个事情必须要做。MODULE_AUTHOR("CYG")指定模块的作者，可不写。

第2步

编辑模块的入口函数，一般叫xxx_init，在模块加载到Linux内核时，Linux会调用该函数。

第3步

编辑模块的出口函数，一般叫xxx_exit，在模块卸载的时候释放资源。

第4步

内核通过module_init宏查找入口函数，用module_exit宏查找出口函数。

注意按该框架进行编程

printk

优先级

printk函数用法与printf类似，printf用于用户空间，printk用于内核空间。用printk函数时，内核会根据日志级别，可能把消息打印到当前控制台上。这些消息正常输出的前提是：日志输出级别小于console_loglevel(在内核中数字越小优先级越高)。日志级别一共有8个，printk的日志级别定义如下(/linux/kernel.h)：

没有指定日志级别的printk语句默认采用的级别是DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL(这个默认级别一般为<4>，即与KERN_WARNING一个级别)，可以通过 cat /proc/sys/kernel/printk查看系统默认的日志级别

ring buffer

在 Linux 刚启动内核初始化时，控制台设备还没有初始化的时候，printk 只会把信息输送到 ring buffer 中，等控制台设备初始化好后，再根据 ring buffer 中消息的优先级决定是否需要输送到控制台设备上。可以通过dmesg或dmesg|tail读取 ring buffer(环形缓冲区)信息，通过dmesg -c清空 ring buffer。

模块编译

第1步

调用 Linux 源码树的 Makefile 进行收集编译一个模块所需要的信息

第2步

Linux 源码树的 Makefile 收集玩信息后，调用模块的 Makefile 获取需要编译成模块的.c文件，最后生成模块.ko

模块的 Makefile 实例如下：

obj-m := hello.o   
KERNELDIR := /home/fa/linux-3.4.y  
PWD := $(shell pwd)   

modules:  
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules  
modules_install:  
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install  

make -C 表示调用指定路径下的 Makefile ，M 后边跟的是模块的绝对路径，modules 告诉 Makefile 要进行模块编译。当我们在调用 Linux 内核源码树顶层的 Makefile 时，找到的是顶层 Makefile 的modules目标，截取片段如下：

obj-m := hello.o，这里的obj=m告诉 Linux 源码树的顶层 Makefile 是动态编译(编译成模块)，而不是编译进内核(obj-y)，顶层Makefile会根据 hello.o 去找到 hello.c 文件。

模块的加载&卸载

$ insmod xxx.ko #加载，注意只有root超级用户权限才可以添加模块到内核
$ lsmod #查看模块
$ rmmod xxx.ko #卸载模块

实例

编写 hello 驱动

//hell.c
#include <linux/init.h>   
#include <linux/module.h>  

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");   

static int hello_init(void)   
{   
    printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");   
    return 0;   
}   
static void hello_exit(void)   
{   
    printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");   
}   

module_init(hello_init);   
module_exit(hello_exit);  
//加载或卸载时会有打印

# Makefile
obj-m := hello.o   
KERNELDIR := /home/fa/linux-3.4.y  
PWD := $(shell pwd)   

modules:  
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules  
modules_install:  
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install  
clean:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean

注意 makefile 的格式，如果直接 copy 可能会有格式错误，最好使用 vim 检查一下