[转]insmod

[转]insmod

http://www.cnblogs.com/amaoxiaozhu/archive/2013/03/08/2950002.html

 

在Linux下，驱动程序是内核的一部分，运行在内核态下，你可以将驱动静态的和内核编译在一起，这样的缺点是内核会比较大，而且如果驱动出错，会 导致整个系统崩溃；也可以以module的方式编译，在需要的时候动态的载入。如果你编译过内核，应该记得在make menuconfig中，选项前面是可以选择和的，就分别表示"编译到内核中"和"编译成模块"。
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下面介绍下模块，一个简单的“helloworld module”如下所示：

/*  hello-1.c - The simplest kernel module.
 */
#include
  /* Needed by all modules */
#include
  /* Needed for KERN_ALERT */
 
int init_module(void)
{
   printk("<1>Hello world 1.\n");
 
   // A non 0 return means init_module failed; module can't be loaded.
   return 0;
}
 
void cleanup_module(void)
{
  printk(KERN_ALERT "Goodbye world 1.\n");
}

其中，init_module函数是加载模块时会被调用的，一般作一些初始化的工作；cleanup_module函数是卸载模块时会被调用的，做一些清理的工作。因为模块是运行在内核态的，你自然不能使用库函数，因此要打印信息，需要使用printk函 数而不是printf函数。另外，你可以使用任意函数名(只要同内核函数名不冲突)来替换init_module和cleanup_module这两个函 数名，但必须使用module_init(初始化函数名)，module_exit(卸载时函数名)这两个宏来声明一下，也就是说，下面这个模块和上面的 模块是等价的：

/*  hello-1.c - The simplest kernel module.
 */
#include
  /* Needed by all modules */
#include
  /* Needed for KERN_ALERT */
 
int helloworld(void)
{
   printk("<1>Hello world 1.\n");
 
   // A non 0 return means init_module failed; module can't be loaded.
   return 0;
}
 
void goodbyeworld(void)
{
  printk(KERN_ALERT "Goodbye world 1.\n");
}
module_init(helloworld);
module_exit(goodbyeworld);

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编译和加载一个模块也很容易：

从上面的图可以看到，我们通过make编译生成一个模块文件".ko"之后，使用"insmod"命令来加载模块，那么“insmod”具体做了什么呢？
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下面让我们来介绍下insmod这个工具：
insmod是linux下加载模块的工具，路径一般是/sbin/insmod，当你调用这个工具后，它的工作基本如下：

• 在用户空间打开待安装的module
• 调用query_module()系统调用询问无法落实的符号在内核或其他模块中的地址
• 链接操作，落实模块中的符号引用
• 调用create_module()系统调用在内核中创建module数据结构，并申请所需的内核空间
• 调用init_module()系统调用将链接好的module映像装入内核空间，然后调用模块中的init_module()函数（注意：这里面的两个init_module函数不一样，一个是系统调用，一个是你写在模块里面的函数）

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内核导出的符号清单可以由下面的命令来查看：

more /proc/k[all]syms
c0400000 T _text
c0400000 T startup_32
c040007b t default_entry
c04000d0 T startup_32_smp
c0400152 t checkCPUtype
c04001d3 t is486
c04001da t is386
c0400247 t check_x87
c040027a t setup_idt
…
c06adb25 T printk
…

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从已加载模块中卸载模块使用的是“rmmod”,"rmmod"所做工作如下：

• 调用delete_module()系统调用释放模块的module结构，同时释放模块所占的内核空间
• 调用模块中的cleanup_module()的函数

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那么，一般情况下，驱动程序会在init_module()和cleanu_module()函数中做些什么呢？

 

• init_module(): 向内核登记本模块中一些包含着函数指针的数据结构（file_operations）
• cleanup_module(): 向内核撤销本模块提供的数据结构的登记，使内核在模块拆卸后不至于再企图访问这些数据结构

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一个字符型驱动的注册函数如下：

#include
 
#inlcude
 
int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
                struct file_operations *fops);

• major: 设备的主设备号，若为空则系统动态分配
• name: 设备名
• fops: 函数指针结构，各个调用的入口
• 操作成功，设备名出现在/proc/devices文件

至于怎么创建一个有设备名和设备号的文件，可以通过man mknod获取信息。
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file_operantions的结构如下：

Linux-2.6.27.25
struct file_operations {
struct module *owner;
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);
……
}

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此外，初始化部分还负责为设备驱动申请系统资源，如：内存，时钟，中断，I/O端口等。