Ubuntu下编译的第一个内核模块

Ubuntu下编译的第一个内核模块

内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。

一、 什么是模块

模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。

应用程序与内核模块的比较
为了加深对内核模块的了解，表一给出应用程序与内核模块程序的比较。
表一 应用程序与内核模块程序的比较

从表一我们可以看出，内核模块程序不能调用libc库中的函数，它运行在内核空间，且只有超级用户可以对其运行。另外，模块程序必须通过module_init()和module-exit()函数来告诉内核“我来了”和“我走了”。

二、 编写一个简单的模块

模块和内核都在内核空间运行，模块编程在一定意义上说就是内核编程。因为内核版本的每次变化，其中的某些函数名也会相应地发生变化，因此模块编程与内核版本密切相关。以下例子针对Ubuntu 9.10  内核2.6.31-14-generic

1．程序举例

#include<linux/module.h>
#include<linux/kernel.h>
#include<linux/init.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
static int __init lkp_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Hello World!\n");
    return 0;
}
static void __exit lkp_cleanup(void)
{
    printk(KERN_ALERT "Bye World!\n");
}
module_init(lkp_init);
module_exit(lkp_cleanup);
MODULE_AUTHOR("heyutao");
MODULE_DESCRIPTION("hello");

说明

所有模块都要使用头文件module.h，此文件必须包含进来。
头文件kernel.h包含了常用的内核函数。
头文件init.h包含了宏_init和_exit，它们允许释放内核占用的内存。
lkp_init是模块的初始化函数，它必需包含诸如要编译的代码、初始化数据结构等内容。
使用了printk()函数，该函数是由内核定义的，功能与C库中的printf()类似，它把要打印的信息输出到终端或系统日志。
lkp_cleanup是模块的退出和清理函数。此处可以做所有终止该驱动程序时相关的清理工作。
module_init()和cleanup_exit()是模块编程中最基本也是必须的两个函数。
module_init()是驱动程序初始化的入口点。而cleanup_exit()注销由模块提供的所有功能。