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《精通Linux设备驱动程序开发》——1.8 可加载的模块

简介: 内核模块减小了内核的大小,并缩短了开发——编译——测试的周期。为了让一次修改生效,你仅仅需要重新编译特定的模块并重新加载它。在第21章中,我们将学习模块调试技术。

本节书摘来自异步社区《精通Linux设备驱动程序开发》一书中的第1章,第1.8节,作者:【印】Sreekrishnan Venkateswaran(斯里克里斯汉 温卡特斯瓦兰)著,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
###1.8 可加载的模块
由于Linux可运行于各种各样的体系架构中,并且支持无数的I/O设备,把所有要支持的设备都直接编译进内核并不合适。发行版通常包含一个最小的内核映像,而以内核模块的形式提供其他的功能。在运行的时候,可以动态地按需加载模块。 为了生成模块,进入内核源码树根目录并运行:

bash> cd /usr/src/linux-X.Y.Z/
bash> make modules

运行如下命令安装编译生成的模块:

bash> make modules_install
此命令将在/lib/modules/X.Y.Z/kernel/目录下构造一个内核源代码目录结构,并将可加载的模块放入其中。它也将激活depmod实用程序,以便生成模块依赖文件/lib/modules/X.Y.Z/modules.dep。

如下工具可用于操纵模块:insmod、rmmod、lsmod、modprobe、modinfo和depmod。前两个工具用于加载和移除模块,lsmod用于列出目前已经加载的模块,modprobe是insmod的一个更智能的版本,它先分析/lib/modules/X.Y.Z/modules.dep文件再加载它所依赖的模块。例如,假定你需要挂载一个USB笔式驱动器上的VFAT(Virtual File Allocation Table,虚拟文件分配表)分区,可使用modprobe加载VFAT文件系统驱动程序[4]:

bash> modprobe vfat
bash> lsmod
Module    Size   Used by
vfat     14208  0
fat     49052  1 vfat
nls_base   9728   2 vfat, fat

从lsmod命令的输出可以看出,modprobe加载了3个而不仅仅是1个模块。modprobe首先发现它不得不加载/lib/modules/X.Y.Z/kernel/fs/vfat/vfat.ko,当查看/lib/modules/X.Y.Z/modules.dep模块依赖文件的时候,它发现了如下代码并由此意识到自己必须首先加载另外2个模块:

/lib/modules/X.Y.Z/kernel/fs/vfat/vfat.ko:
/lib/modules/X.Y.Z/kernel/fs/fat/fat.ko
/lib/modules/X.Y.Z/kernel/fs/nls/nls_base.ko

于是它首先加载了fat.ko和nls_base.ko这2个模块,之后加载vfat.ko,这样,所有挂载VFAT分区时所需要的模块都被自动加载了。

使用modinfo程序可以提取刚加载的模块的详细信息:

bash> modinfo vfat
filename:   /lib/modules/X.Y.Z/kernel/fs/vfat/vfat.ko
license:    GPL
description:  VFAT filesystem support
...
depends:    fat, nls_base

为了将内核驱动程序编译为模块,在配置内核的时候,请将相应的菜单选择按钮置为。本书中的大部分设备驱动程序例子都以内核模块的形式实现。为了从mymodule.c源文件构造mymodule.o模块,可以创建一个一行的Makefile文件,并且以如下方式执行它:

bash> cd /path/to/module-source/
bash> echo "obj-m += mymodule.ko" > Makefile
bash> make –C /path/to/kernel-sources/ M=`pwd` modules
make: Entering directory '/path/to/kernel-sources'
 Building modules, stage 2.
 MODPOST
 CC /path/to/module-sources/mymodule.mod.o
 LD [M] /path/to/module-sources/mymodule.ko
make: Leaving directory '/path/to/kernel-sources'
bash> insmod ./mymodule.ko

内核模块减小了内核的大小,并缩短了开发——编译——测试的周期。为了让一次修改生效,你仅仅需要重新编译特定的模块并重新加载它。在第21章中,我们将学习模块调试技术。

将驱动程序设计为内核模块也有一些缺陷。与内建的驱动程序不同,模块无法在系统启动时预留资源,因为首要的是必须保证启动成功。

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