Linux内核模块开发常用内核接口

### Linux内核模块开发常用内核接口解析 #### 一、内核模块相关接口 在进行Linux内核模块开发时，需要了解并掌握一系列重要的内核接口，这些接口能够帮助开发者更好地实现模块的功能，并与内核其他部分进行交互。下面详细介绍了一些常用的内核接口。 ##### **1. 模块初始化与卸载** ```c #include <linux/init.h> module_init(init_function); module_exit(cleanup_function); ``` - **`module_init()`**：此宏用于指定模块的初始化函数。当模块被加载到内核时，该函数将被自动调用。 - **`module_exit()`**：与此类似，此宏用于指定模块的卸载函数。当模块从内核中卸载时，该函数会被自动调用。 ##### **2. 进程调度相关** ```c #include <linux/sched.h> struct task_struct *current; ``` - **`struct task_struct`**：这是进程描述符结构体，在内核中用来表示一个进程。其中`current`是一个全局变量，指向当前正在执行的进程。 - **`current->pid`**：获取当前进程的PID（进程标识号）。 - **`current->comm`**：获取当前进程的命令名称。 ##### **3. 模块描述与版本信息** ```c #include <linux/module.h> #include <linux/version.h> ``` - **`#include <linux/module.h>`**：这是必需包含的头文件，它定义了模块开发所需的宏和数据类型。 - **`#include <linux/version.h>`**：这个头文件包含了关于构建内核的版本信息。 - **`LINUX_VERSION_CODE`**：一个整型宏，可用于判断依赖于特定版本的代码是否应该编译。 ##### **4. 模块符号导出** ```c EXPORT_SYMBOL(symbol); EXPORT_SYMBOL_GPL(symbol); ``` - **`EXPORT_SYMBOL()`**：此宏用于向内核导出符号，使得其他模块可以使用该符号。 - **`EXPORT_SYMBOL_GPL()`**：此宏与前者相似，但限制了导出仅对GPL许可证下的模块可用。 ##### **5. 模块信息** ```c MODULE_AUTHOR(author); MODULE_DESCRIPTION(description); MODULE_VERSION(version_string); MODULE_DEVICE_TABLE(table_info); MODULE_ALIAS(alternate_name); ``` - **`MODULE_AUTHOR()`**：设置模块作者的信息。 - **`MODULE_DESCRIPTION()`**：提供模块的简短描述。 - **`MODULE_VERSION()`**：设置模块的版本号。 - **`MODULE_DEVICE_TABLE()`**：如果模块支持特定类型的设备，则可以通过此宏列出它们。 - **`MODULE_ALIAS()`**：为模块提供别名。 ##### **6. 参数设置** ```c #include <linux/moduleparam.h> module_param(variable, type, perm); ``` - **`module_param()`**：此宏用于创建可以在加载模块时调整的参数。 - **`type`**：可以是bool、charp、int、invbool、long、short、ushort、uint、ulong或intarray等类型。 ##### **7. 内核日志打印** ```c #include <linux/kernel.h> int printk(const char *fmt, ...); ``` - **`printk()`**：这是一个内核中的标准打印函数，用于向内核日志发送消息。 #### 二、字符设备驱动接口 在Linux内核中，字符设备是一种常见的设备类型，它们通过一系列特定的接口进行管理。 ##### **1. 设备编号** ```c #include <linux/types.h> dev_t ``` - **`dev_t`**：用于表示设备编号的数据类型。 ```c int MAJOR(dev_t dev); int MINOR(dev_t dev); ``` - **`MAJOR()`**：提取设备编号中的主设备号。 - **`MINOR()`**：提取设备编号中的次设备号。 ```c dev_t MKDEV(unsigned int major, unsigned int minor); ``` - **`MKDEV()`**：根据主设备号和次设备号构建一个设备编号。 ##### **2. 文件系统相关** ```c #include <linux/fs.h> ``` - **`<linux/fs.h>`**：这个头文件包含了与文件系统相关的大量重要函数和数据结构声明，对于编写设备驱动程序至关重要。 通过上述接口的学习与应用，可以更加高效地进行Linux内核模块的开发工作。这些接口不仅限于本文所列举的范围，开发者还应根据具体需求查阅更详细的文档和资料来深入理解每一个接口的具体用途及实现细节。