IMX6LL|内核模块

内核模块基本概念

作用

解决linux内核可扩展性和可维护性相对较差的缺陷

现代内核派系

宏内核:关键功能和服务功能均在内核空间提供

  • 运行效率高
  • 扩展性较差

微内核:内核空间只提供关键功能,服务功能在用户空间提供

  • 运行效率较低
  • 安全性、扩展性较高
内核模块加载/卸载
  • 使用insmod命令加载

  • 使用rmmod命令卸载

内核模块入口/出口
  • module_init():加载模块式该函数自动执行,进行初始化操作
  • module_exit():卸载模块时函数自动执行,进行清理操作
内核模块信息声明
  • MODULE_LICENSE():表示模块代码接受的软件许可协议,Linux内核遵循GPL V2开源协议,内核模块与linux内核保持一致即可。
  • MODULE_AUTHOR():描述模块的作者信息
  • MODULE_DESCRIPTION():对模块的简单介绍
  • MODULE_ALIAS():给模块设置一个别名

内核模块实验1

实验环境
  • 开发板烧录好Debian镜像
  • 启动开发板,搭建好nfs客户端,挂载共享文件夹
  • 获取Debian镜像的内核源码并编译
编译4.19.71版本内核

内核模块的功能需要依赖内核提供的各种底层接口

1.下载linux内核源码

​ github:

git clone https://github.com/Embedfire/ebf-buster-linux.git

​ gitee:

git clone https://gitee.com/Embedfire/ebf-buster-linux.git

2.安装必要环境工具库

sudo apt install make gcc-arm-linux-gnueabihf gcc bison flex libssl-dev dpkg-dev lzop

3.一键编译内核

sudo ./make_deb.sh

4.获取编译出来的内核相关文件

/home/pi/build
内核模块头文件
- #include <linux/module.h>:包含内核模块信息声明的相关函数
- #include <linux/init.h>:包含了 module_init()和 module_exit()函数的声明
-  #include <linux/kernel.h>:包含内核提供的各种函数,如printk
内核模块打印函数
  • printf:glibc实现的打印函数,工作于用户空间

  • printk:内核模块无法使用glibc库函数,内核自身实现的一个类printf函数,但是需要指定打印等级。

    - #define KERN_EMERG 	"<0>" 通常是系统崩溃前的信息
    - #define KERN_ALERT          "<1>" 需要立即处理的消息
    - #define KERN_CRIT             "<2>" 严重情况
    - #define KERN_ERR              "<3>" 错误情况
    - #define KERN_WARNING   "<4>" 有问题的情况
    - #define KERN_NOTICE       "<5>" 注意信息
    - #define KERN_INFO            "<6>" 普通消息
    - #define KERN_DEBUG        "<7>" 调试信息
    

查看当前系统printk打印等级:cat /proc/sys/kernel/printk

  • 当前控制台日志级别
  • 默认消息日志级别
  • 最小的控制台级别
  • 默认控制台日志级别

打印内核所有打印信息:dmesg

  • 内核log缓冲区大小有限制,缓冲区数据可能被冲掉
Makefile分析
  • KERNEL_DIR:指向linux内核具体路径

  • export:导出变量给子Makefile使用

  • obj-m := <模块名>.o:定义要生成的模块

  • $(MAKE):Makefile的默认变量,值为make

  • 选项"-C":让make工具跳转到linux内核目录下读取顶层Makefile

  • M=:表示内核模块源码目录

  • $(CURDIR):Makefile默认变量,值为当前目录所在路径

  • make modules:执行Linux顶层Makefile的伪目标,它实现内核模块的源码读取并编译为.ko文件

编译内核模块
make
把生成的内核模块拷贝到nfs共享目录
make copy
开发板加载内核模块
insmod xxx.ko

内核模块实验2

mobaxterm设置窗口行数、列数

Linux终端窗口

  • 查询终端窗口的行列数:stty size
  • 设置终端窗口列数:stty cols xx
  • 设置终端窗口行数:stty rows xx

mobaxterm窗口

  • 右击会话窗口,选择"edit session "->"Terminal settings"->"Terminial font settings"->"Terminal size"
模块参数

根据不同应用场合给内核模块传递不同参数,提高内核模块灵活性

  • 定义一个常见变量

  • 使用module_param宏把传参值赋给变量

    module_param(name, type, perm)

  • name:参数名

  • type:参数类型,如int、byte、bool、charp...

  • perm:读写权限

    • 不允许设置可执行权限
    • 在"/sys/module/模块名/parameters"目录下,会生成该参数对应的文件名
符号共享

内核模块可以共享导出的符号表

  • 变量共享

  • 函数共享

    EXPORT_SYMBOL(sym)

  • sym:变量名或者函数名

查看符号表
cat /proc/kallsyms | grep xxx
Makefile修改
  • 有依赖关系的模块,放在一起进行编译
  • clean伪目标增加清除共享文件夹指令
模块手动加载
  • 加载时,必须先加载相关依赖模块
  • 卸载时,顺序相反
模块自动加载
  • 所有内核模块统一放到"/lib/modules/内核版本"目录下

    cp *.ko /lib/modules/内核版本
    
  • 建立模块依赖关系:

    depmod -a 
    
  • 查看模块依赖关系

    cat /lib/modules/内核版本/modules.dep
    
  • 加载模块及其依赖模块

    modprobe xxx
    
  • 卸载模块及其依赖模块

    modprobe -r xxx
    
相关推荐
饮啦冰美式5 分钟前
22.04Ubuntu---ROS2使用rclcpp编写节点
linux·运维·ubuntu
wowocpp6 分钟前
ubuntu 22.04 server 安装 和 初始化 LTS
linux·运维·ubuntu
Huaqiwill7 分钟前
Ubuntun搭建并行计算环境
linux·云计算
wclass-zhengge10 分钟前
Netty篇(入门编程)
java·linux·服务器
Lign1731411 分钟前
ubuntu unrar解压 中文文件名异常问题解决
linux·运维·ubuntu
vip4511 小时前
Linux 经典面试八股文
linux
大霞上仙1 小时前
Ubuntu系统电脑没有WiFi适配器
linux·运维·电脑
孤客网络科技工作室2 小时前
VMware 虚拟机使用教程及 Kali Linux 安装指南
linux·虚拟机·kali linux
颇有几分姿色3 小时前
深入理解 Linux 内存管理:free 命令详解
linux·运维·服务器
极客小张3 小时前
基于STM32的智能充电桩:集成RTOS、MQTT与SQLite的先进管理系统设计思路
stm32·单片机·嵌入式硬件·mqtt·sqlite·毕业设计·智能充电桩