內(nèi)核模塊是Linux內(nèi)核向外部提供的一個插口，其全稱為動態(tài)可加載內(nèi)核模塊（Loadable Kernel Module，LKM），我們簡稱為模塊。Linux內(nèi)核之所以提供模塊機(jī)制，是因?yàn)樗旧硎且粋€單內(nèi)核（monolithic kernel）。單內(nèi)核的最大優(yōu)點(diǎn)是效率高，因?yàn)樗械膬?nèi)容都集成在一起，但其缺點(diǎn)是可擴(kuò)展性和可維護(hù)性相對較差，模塊機(jī)制就是為了彌補(bǔ)這一缺陷。
一、 什么是模塊
模塊是具有獨(dú)立功能的程序，它可以被單獨(dú)編譯，但不能獨(dú)立運(yùn)行。它在運(yùn)行時被鏈接到內(nèi)核作為內(nèi)核的一部分在內(nèi)核空間運(yùn)行，這與運(yùn)行在用戶空間的進(jìn)程是不同的。模塊通常由一組函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，用來實(shí)現(xiàn)一種文件系統(tǒng)、一個驅(qū)動程序或其他內(nèi)核上層的功能。
二、 編寫一個簡單的模塊
模塊和內(nèi)核都在內(nèi)核空間運(yùn)行，模塊編程在一定意義上說就是內(nèi)核編程。因?yàn)閮?nèi)核版本的每次變化，其中的某些函數(shù)名也會相應(yīng)地發(fā)生變化，因此模塊編程與內(nèi)核版本密切相關(guān)。以下例子針對2.6內(nèi)核
1．程序舉例
hellomod.c
001
// hello world driver for Linux 2.6
004 #include <linux/module.h>
005 #include <linux/kernel.h>
006 #include <linux/init.h>
/* 必要的頭文件*/
009 static int __init lkp_init( void )
{
printk(“<1>Hello,World! from the kernel space…\n”);
return 0;
013 }
015 static void __exit lkp_cleanup( void )
{
printk(“<1>Goodbye, World! leaving kernel space…\n”);
018
}
020 module_init(lkp_init);
021 module_exit(lkp_cleanup);
022 MODULE_LICENSE(“GPL”);
．說明
第4行：
所有模塊都要使用頭文件module.h，此文件必須包含進(jìn)來。
第5行：
頭文件kernel.h包含了常用的內(nèi)核函數(shù)。
第6行：
頭文件init.h包含了宏_init和_exit，它們允許釋放內(nèi)核占用的內(nèi)存。
建議瀏覽一下該文件中的代碼和注釋。
第9-12行：
這是模塊的初始化函數(shù)，它必需包含諸如要編譯的代碼、初始化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。
第11行使用了printk()函數(shù)，該函數(shù)是由內(nèi)核定義的，功能與C庫中的printf()類似，
它把要打印的信息輸出到終端或系統(tǒng)日志。字符串中的<1>是輸出的級別，
表示立即在終端輸出。
第15-18行：
這是模塊的退出和清理函數(shù)。此處可以做所有終止該驅(qū)動程序時相關(guān)的清理工作。
第20行：
這是驅(qū)動程序初始化的入口點(diǎn)。對于內(nèi)置模塊，內(nèi)核在引導(dǎo)時調(diào)用該入口點(diǎn)；
對于可加載模塊則在該模塊插入內(nèi)核時才調(diào)用。
第21行：
對于可加載模塊，內(nèi)核在此處調(diào)用module_cleanup（）函數(shù)，而對于內(nèi)置的模塊，
它什么都不做。
第22行：
提示可能沒有GNU公共許可證。有幾個宏是在2.4版的內(nèi)核中才開發(fā)的（詳情參見modules.h）。
函數(shù)module_init()和cleanup_exit()是模塊編程中最基本也是必須的兩個函數(shù)。
module_init()向內(nèi)核注冊模塊所提供的新功能，
而cleanup_exit()注銷由模塊提供的所有功能。