Linux 2.6内核模块编程范例

在Linux系统中，内核模块（Kernel Module）是一种动态加载和卸载的代码段，用于扩展内核功能。"Linux 2.6内核模块编程范例"是针对这一主题的教程，它包括一个基本的"Hello, World!"程序以及一个标准的Makefile模板，帮助开发者了解如何编写和构建内核模块。 我们来看"Hello, World!"程序，Exhello.c。这是每个编程学习者接触的第一个程序，但在内核模块中，它的作用是展示如何与内核交互。Exhello.c中通常会包含以下关键部分： 1. `#include <linux/init.h>` 和 `#include <linux/module.h>`：这两个头文件包含了编写内核模块所需的函数声明和宏定义。 2. `module_init()` 和 `module_exit()`：这两个宏分别标记了模块的初始化函数和清理函数。`init_module()` 是模块加载时执行的函数，而 `cleanup_module()` 是在模块卸载时执行的函数。 3. `printk()` 函数：类似于C语言中的 `printf()`，它是内核的日志输出函数，用于将信息写入系统日志。 4. `MODULE_LICENSE()`, `MODULE_AUTHOR()`, `MODULE_DESCRIPTION()` 等宏：这些宏用于设置模块的许可证、作者和描述信息，它们是非功能性的，但提供了模块的基本元数据。 接下来是Makefile，它是构建内核模块的关键。一个标准的Makefile通常包含以下部分： 1. `KERNEL_DIR`: 指向内核源码树的目录，用于找到编译内核模块所需的头文件和工具。 2. `obj-m`: 定义目标模块的列表，例如 `obj-m := Exhello.o` 表示我们的目标是 Exhello 模块。 3. `all`: 这个规则会调用 `$(MAKE)` 命令来编译模块。它通常包含 `M=$(PWD)` 以确保当前目录被正确识别，并调用 `$(KERNEL_DIR)/scripts/Makefile.build` 来进行实际的编译。 4. `clean`: 清理规则，用于删除生成的中间文件和目标模块。 编译和加载内核模块的流程通常包括以下步骤： 1. 使用 `make` 命令编译模块，这会生成 Exhello.ko 文件。 2. 使用 `insmod` 命令加载模块到内核，此时 `init_module()` 被执行。 3. 可以通过 `dmesg` 查看模块的输出，或者使用 `lsmod` 检查模块是否已成功加载。 4. 当不再需要模块时，可以使用 `rmmod` 命令卸载，执行 `cleanup_module()`。 了解这个范例后，开发者可以进一步学习如何创建更复杂的内核模块，如驱动程序、设备模型、文件系统等。Linux 2.6内核支持许多高级特性，如中断处理、定时器、锁机制、内存管理等，这些都是内核模块开发中的重要知识点。通过实践，开发者可以掌握如何利用这些机制来实现特定的功能，从而更好地理解和扩展Linux内核。