需要學(xué)習(xí)的linux驅(qū)動(dòng)模塊編寫

linux內(nèi)核是一個(gè)整體是結(jié)構(gòu).因此向內(nèi)核添加任何東西.或者刪除某些功能 ,都十分困難.為了解決這個(gè)問題. 引入了內(nèi)核機(jī)制.從而可以動(dòng)態(tài)的想內(nèi)核中添加或者刪除模塊. 模塊不被編譯在內(nèi)核中,因而控制了內(nèi)核的大小.然而模塊一旦被插入內(nèi)核,他就和內(nèi)核其他部分一樣.這樣一來 就會(huì)曾家一部分系統(tǒng)開銷.同時(shí),如果模塊出現(xiàn)問題.,也許會(huì)帶來系統(tǒng)的崩潰.?

1.1模塊的實(shí)現(xiàn)機(jī)制:?
啟動(dòng)時(shí),由函數(shù) void inti_modules() 來初始化模塊,.因?yàn)閱?dòng)事很多時(shí)候沒有模塊.這個(gè)函數(shù)往往把內(nèi)核自身當(dāng)作一個(gè)虛模塊.?
如由系統(tǒng)需要,則調(diào)用一系列以sys 開頭的函數(shù),對(duì)模塊進(jìn)行操作. 如:sys_creat_modules(),sys_inti_modules() ,?
sys_deldte_modules()等等.?
這里會(huì)用到一些模塊的數(shù)據(jù)就結(jié)構(gòu),在/usr/scr/linux/include/linux/module.h 中,有興趣的朋友可以找出來一看塊的加入有兩種方法:一是手動(dòng)加入:如:insmod modulename.另一種是根據(jù)需要,動(dòng)態(tài)的加載模塊.如你執(zhí)行命令:? $mount -t msdos /dev/hdd /mnt/d 時(shí).系統(tǒng)便自動(dòng)加載 FAT模塊,以支持MSDOS的文件系統(tǒng).?
1.2 模塊編程?
寫一個(gè)模塊,必須有一定的多進(jìn)程編程基礎(chǔ).因?yàn)槟阕兊贸绦虿皇且砸粋€(gè)獨(dú)立的程序的來運(yùn)行的.另外,因?yàn)?模塊需要在內(nèi)核模式下運(yùn)行,會(huì)遇到在內(nèi)和空間和用戶空間數(shù)據(jù)交換的問題.一般的數(shù)據(jù)復(fù)制函數(shù)無法完成這一個(gè)過程.因此系統(tǒng)已入了一些特殊的函數(shù)以用來完成內(nèi)核空間和用戶空間數(shù)據(jù)的交換. 這些函數(shù)有:void put _user (type valude,type *u_addr)?
memcpy_tofs() 等等,有興趣的朋友可以仔細(xì)的看看所有的函數(shù),以及他們的用法.需要說明的是.模塊編程河內(nèi)核的版本有很大的關(guān)系. 如果版本不通可能造成,內(nèi)核模塊不能編譯,或者.在運(yùn)行這個(gè)模塊時(shí),出現(xiàn)不可測(cè)結(jié)果.如:系統(tǒng)崩潰等. 明白了這些以后.你就可以嘗試著編寫內(nèi)核模塊了.對(duì)于每一個(gè)內(nèi)核模塊來說.必定包含兩個(gè)函數(shù) int init_module() 這個(gè)函數(shù)在插入內(nèi)核時(shí)啟動(dòng),在內(nèi)核中注冊(cè)一定的功能函數(shù),或者用他的代碼代替內(nèi)和中某些函數(shù) 的內(nèi)容(估計(jì)這些函數(shù)是空的).因此,內(nèi)和可以安全的卸載.(個(gè)人猜測(cè))?
int cleanup_module() 當(dāng)內(nèi)核模塊謝載時(shí),調(diào)用.將模塊從內(nèi)核中清除. 同其他的程序設(shè)計(jì)教程一樣 ,我們給出一個(gè)hello world 的例子?
/*hello.c a module programm*/?
/* the program runing under kernel mod and it is a module*/?
#include" linux/kernerl.h"??
#include"llinux/module.h"?
/* pross the CONFIG_MODVERSIONS*/?
#if CONFIG_MODVERSIONS==1?
#define MODVERSIONS?
#include""linux/modversions.h"?
#end if?
?
/* the init function*/?
int init_module()?
{?
printk(" hello world ! ');?
printd(" I have runing in a kerner?mod@!! ");?
return 1;?
}?
/* the distory function*/?
int cleanup_module()?
{?
printk(" I will shut down myself in kernerl mod /n)";?
retutn 0;?
}?
這樣一個(gè)例子就完成了.我們也寫一個(gè)makefile 的例子,以適于我們?cè)诖蟪绦蛑氐膽?yīng)用.一下是makfile 文件的內(nèi)容?
# a makefile for a module?
CC=gcc?
MODCFLAGS:= -Wall _DMODULE -D_KERNEL_ -Dlinux?
hello.o hello.c /usr/inculde?linux/version.h?
CC $(MODCFLAGS) 0c hello.c?
echo the module is complie completely?
然后你運(yùn)行make 命令 得到hello.o 這個(gè)模塊.運(yùn)行?
$insmod hello.o?
hello world!?
I will shut down myself in kernerl mod?
$lsmod?
hello (unused)?
….?
$remmod?
I will shut down myself in kernerl mod?
這樣你的模塊就可以隨意的插入和刪除了.?
linux中的大部分驅(qū)動(dòng)程序,是以模塊的形式編寫的.這些驅(qū)動(dòng)程序源碼可以修改到內(nèi)核中,也可以把他們編譯成模塊形勢(shì),在需要的時(shí)候動(dòng)態(tài)加載.?
一個(gè)典型的驅(qū)動(dòng)程序,大體上可以分為這么幾個(gè)部分:?
1,注冊(cè)設(shè)備?
在系統(tǒng)初啟,或者模塊加載時(shí)候,必須將設(shè)備登記到相應(yīng)的設(shè)備數(shù)組,并返回設(shè)備的主驅(qū)動(dòng)號(hào),例如:對(duì)快設(shè)備來說調(diào)用 refister_blkdec()將設(shè)備添加到數(shù)組blkdev中.并且獲得該設(shè)備號(hào).并利用這些設(shè)備號(hào)對(duì)此數(shù)組進(jìn)行索引.對(duì)于字符驅(qū)動(dòng)設(shè)備來說,要使用module_register_chrdev()來獲得祝設(shè)備的驅(qū)動(dòng)號(hào).然后對(duì)這個(gè)設(shè)備的所有調(diào)用都用這個(gè)設(shè)備號(hào)來實(shí)現(xiàn)?
2,定義功能函數(shù)?
對(duì)于每一個(gè)驅(qū)動(dòng)函數(shù)來說.都有一些和此設(shè)備密切相關(guān)的功能函數(shù).那最常用的塊設(shè)備或者字符設(shè)備來說.都存在著諸如 open() read() write() ioctrol()這一類的操作.當(dāng)系統(tǒng)社用這些調(diào)用時(shí).將自動(dòng)的使用驅(qū)動(dòng)函數(shù)中特定的模塊.來實(shí)現(xiàn)具體的操作.而對(duì)于特定的設(shè)備.上面的系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的函數(shù)是一定的.?
如:在塊驅(qū)動(dòng)設(shè)備中.當(dāng)系統(tǒng)試圖讀取這個(gè)設(shè)備(即調(diào)用read()時(shí)),就會(huì)運(yùn)行驅(qū)動(dòng)程序中的block_read() 這個(gè)函數(shù).打開新設(shè)備時(shí)會(huì)調(diào)用這個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的device_open() 這個(gè)函數(shù).?
3,謝載模塊?
在不用這個(gè)設(shè)備時(shí),可以將他卸載.主要是從/proc 中取消這個(gè)設(shè)備的特殊文件.可用特定的函數(shù)實(shí)現(xiàn). 下面我們列舉一個(gè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的框架.來說明這個(gè)過程.?
/* a module of a character device */?
?
/* some include files*/?
#include"param.h"?
#include"user.h"?
#include"tty.h"?
#include"dir.h"?
#include”fs.h"?
?
/* the include files modules need*/?
#include"linux/kernel.h"?
#include"linux/module.h"?
#if CONFIG_MODBERSIONS==1?
degine MODBERSIONS?
#include" linux.modversions.h"?
#endif?
#difine devicename mydevice?
/* the init funcion*/?
int init_module()?
{?
int tag=module_register_chrdev(0,mydevice,&Fops);?
if (tag<0)?
{?
printk("the device init is erro! ");?
return 1;?
}?
return 0;?
}?
?
/*the funcion which the device will be used */?
int device_open ()?
{?
…….?
}?
int device_read ()?
{?
…….?
}?
int device_write ()?
{?
…….?
}?
int device_ioctl ()?
{?
…….?
}?
……?
/* the deltter function of this module*/?
int cleanup_module()?
{?
int re=module_unregister_chrdev(tag,mydevice);?
if( re<0)?
{?
printk("erro unregister the module !! ");?
return 1;?
}?
return 0;?
}

?