Linux学习 | 内核模块文件组成介绍

Linux驱动开发主要的工作就是编写模块，一个典型的Linux内核模块文件.ko 主要由以下几个部分组成。
模块加载函数(必须)
当通过insmod或modprobe命令加载内核模块时，模块的加载函数会自动被内核执行，完成本模块的相关初始化工作。
Linux内核模块加载函数一般用static 关键字声明为内部链接，并以__init 标识。之所以标识为__init ，用途是如果编译内核时模块是以静态方式包含在vmlinux中，则在链接的时候标识为__init 的函数会放在.init.text 这个区，同时还会在.initcall.init 区中保存一份函数指针，在内核初始化阶段会通过这些函数指针调用这些初始化函数，在初始化阶段完成后，这些init区段会被释放以节省内存。
模块加载函数必须以module_init(函数名) 的形式被指定。它返回整型值，若初始化成功，返回0。初始化失败时，应该返回错误编码。内核的错误码是一个负数，在中定义，形如ENODEV等。
示例代码如下：
1. static int __init foo_init(void)
2. {
3. //...
4. }
5. module_init(foo_init)?
模块卸载函数(必须)
当通过rmmod命令卸载某模块时，模块的卸载函数会自动被内核执行，完成与模块加载函数相反的功能。
Linux内核模块卸载函数一般用static 关键字声明为内部链接，并以__exit 标识。和__init 一样， __exit 也可以使对应函数在运行完成后自动回收内存。具体可以查看内核代码中__init 和__exit 这两个宏的定义。
模块卸载函数必须以module_exit(函数名) 的形式指定，不返回任何值。
示例代码如下：
1. static void __exit foo_exit(void)
2. {
3. //...
4. }
5. module_exit(foo_exit)?
模块许可证声明(必须)
模块许可证(LICENSE)声明描述内核模块的许可权限，如果不声明 LICENSE，模块被加载时，将收到内核被污染(kernel tainted)的警告。在Linux2.6内核中，可接受的 LICENSE包括“GPL”,“GPL v2”,“GPL and additonal rights”，“Dual BSD/GPL”，“Dual MPL/GPL”和“Proprietary”。
大多数情况下，内核模块应遵循GPL兼容许可权。Linux2.6内核模块最常见的是声明模块采用BSD/GPL双LICENSE，如下：
1. MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL")?
模块参数(可选)
模块参数是模块被加载的时候可以被传递给它的值，它本身对应模块内部的全局变量。
在装载内核模块时，用户可以向模块传递参数，形式为“insmode(或modprobe) 模块名 参数名=参数值”，如果不传递，参数将使用模块内定义的默认值。 模块内部可以用module_param(参数名，参数类型，参数读/写权限) 定义一个参数，例如：
1. static char *str = "hello,world"?
2. static int num = 4000?
3. module_param(num, int, S_IRUGO)?
4. module_param(str, charp, S_IRUGO)?
模块导出符号(可选)
内核模块可以导出符号(symbol，对应于函数或变量)，这样其它模块可以使用本模块中的变量或函数。
Linux2.6的/proc/kallsyms 文件对应着内核符号表，它记录了符号以及符号所在的内存地址。
模块可以使用如下宏导出符号到内核符号表：
1. EXPORT_SYMBOL(符号名)?
2. EXPORT_SYMBOL_GPL(符号名)?
导出的符号将可以被其他模块使用，使用前声明一下即可。EXPORT_SYMBOL_GPL() 适用于包含GPL许可证的模块。例如：
1. #include
2. #include
3. MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL")?
4.
5. init add(int a,int b)
6. {
7. return a + b?
8. }
9. EXPORT_SYMBOL(add)?
模块作者等信息声明(可选)
我们可以使用MODULE_AUTHOR , MODULE_DESCRIPTION , MODULE_VERSION , MODULE_DEVICE_TABLE , MODULE_ALLAS 分别声明模块的作者，描述，版本，设备表和别名。
其中注意MODULE_DEVICE_TABLE 常用于PCI或者USB驱动中表明该驱动模块所支持的设备。
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