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.這樣一來就會曾家一部分系統(tǒng)開銷。同時，如果模塊出現(xiàn)問題，也許會帶來系統(tǒng)的崩潰。
模塊的實(shí)現(xiàn)機(jī)制:
啟動時，由函數(shù) void inti_modules() 來初始化模塊，因?yàn)閱邮潞芏鄷r候沒有模塊.這個函數(shù)往往把內(nèi)核自身當(dāng)作一個虛模塊。
如由系統(tǒng)需要，則調(diào)用一系列以sys 開頭的函數(shù)，對模塊進(jìn)行操作. 如:
sys_creat_modules()，sys_inti_modules() ，
sys_deldte_modules()等等.
這里會用到一些模塊的數(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:一是手動加入:如:insmod modulename.另一種是根據(jù)需要，動態(tài)的加載模塊：如你執(zhí)行命令:
$mount -t msdos /dev/hdd /mnt/d 時.系統(tǒng)便自動加載 FAT模塊，以支持MSDOS的文件系統(tǒng)。
1．模塊編程
寫一個模塊，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€獨(dú)立的程序的來運(yùn)行的。另外，因?yàn)椋K需要在內(nèi)核模式下運(yùn)行，會遇到在內(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)行這個模塊時，出現(xiàn)不可測結(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。對于每一個內(nèi)核模塊來說，必定包含兩個函數(shù)int init_module() 這個函數(shù)在插入內(nèi)核時啟動，在內(nèi)核中注冊一定的功能函數(shù)，或者用他的代碼代替內(nèi)和中某些函數(shù)的內(nèi)容(估計這些函數(shù)是空的)。因此，內(nèi)和可以安全的卸載。
int cleanup_module() 當(dāng)內(nèi)核模塊謝載時，調(diào)用.將模塊從內(nèi)核中清除.
同其他的程序設(shè)計教程一樣 ，我們給出一個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 !\n');
printd(" I have runing in a kerner mod@!!\n");
return 1;
}
/* the distory function*/
int cleanup_module()
{
printk(" I will shut down myself in kernerl mod /n)";
retutn 0;
}
這樣一個例子就完成了.我們也寫一個makefile 的例子，以適于我們在大程序重的應(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)動程序，是以模塊的形式編寫的，這些驅(qū)動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，在需要的時候動態(tài)加載。
一個典型的驅(qū)動程序，大體上可以分為這么幾個部分:
1．注冊設(shè)備
在系統(tǒng)初啟，或者模塊加載時候，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)動號，例如:對快設(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，并利用這些設(shè)備號對此數(shù)組進(jìn)行索引。對于字符驅(qū)動設(shè)備來說，要使用 module_register_chrdev()來獲得祝設(shè)備的驅(qū)動號，然后對這個設(shè)備的所有調(diào)用都用這個設(shè)備號來實(shí)現(xiàn)。
2．定義功能函數(shù)
對于每一個驅(qū)動函數(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，將自動的使用驅(qū)動函數(shù)中特定的模塊，來實(shí)現(xiàn)具體的操作。而對于特定的設(shè)備，上面的系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)是一定的。
如:在塊驅(qū)動設(shè)備中.當(dāng)系統(tǒng)試圖讀取這個設(shè)備(即調(diào)用read()時)，就會運(yùn)行驅(qū)動程序中的block_read() 這個函數(shù)。
打開新設(shè)備時會調(diào)用這個設(shè)備驅(qū)動程序的device_open() 這個函數(shù).
3．謝載模塊
在不用這個設(shè)備時，可以將他卸載，主要是從/proc 中取消這個設(shè)備的特殊文件，可用特定的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
下面我們列舉一個字符設(shè)備驅(qū)動程序的框架.來說明這個過程.
/* 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!\n");
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 !!\n");
return 1;
}
return 0;
}