Linux那些事儿之我是U盘(3)变态的模块机制

有一种感动,叫泪流满面,有一种机制,叫模块机制,十月革命一声炮响,给Linux送来了模块机制.显然,这种模块机制给那些Linux的发烧友们带来了方便,因为模块机制意味着人们可以把庞大的Linux内核划分为许许多多个小的模块,对于编写设备驱动程序的那帮家伙来说,从此以后他们可以编写设备驱动程序却不需要把她编译进内核,不用reboot机器,她只是一个模块,当你需要她的时候,你可以把她抱入怀中(insmod),当你不再需要她的时候,你可以把她一脚踢开,甚至,你可以对她咆哮:"滚吧,贱人!"(rmmod).她不能成为你的手足,只能算你的衣服.

也许在现实世界里不会这样,但是在Linux的虚拟世界里,确实可以是如此,time and time again,我问自己,模块是否就像现实生活中的一样呢?Linux内核是嫖客,当他需要这个模块的时候,他就把人家揽入怀中,当他不需要人家的时候,就把别人踢开,而且,模块总是能够逆来顺受,尽管Linux内核会一次次抛弃她,但是每当Linux内核再次需要她的时候,当内核再次执行insmod的时候,模块依然会尽自己的能力去取悦内核,这是否太可悲了些!记得孔子曾经说过,读懂Linux内核代码不难,难得是读懂Linux内核代码背后的哲学!难道这就是传说中的藏在Linux代码背后的哲学!天哪!

抛开这见鬼的哲学吧.让我们从一个伟大的例子去认识模块.这就是传说中的"Hello World!",这个梦幻般的名字我们看过无数次了,每一次她出现在眼前,就意味着我们开始接触一种新的计算机语言了,或者,如此刻,开始描述一个新的故事.

请看下面这段代码,她就是Linux下的一个最简单的模块.当你安装这个模块的时候,她会用她特有的语言向你表白,"Hello,world!",千真万确,她没有说"Honey,I love you!",虽然,她可以这么说,如果你要求她这么说.而后来你卸载了这个模块,你无情抛弃了她,她很伤心,她很绝望,但她没有抱怨,她只是淡淡地说,"Goodbye,cruel world!"(再见,残酷的世界!)

++++++++++++++++++hello.c++++++++++++++++++++

1 #include <linux/init.h> /* Needed for the macros */
2 #include <linux/module.h> /* Needed for all modules */
3 MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
4 MODULE_AUTHOR("fudan_abc");
5
6 static int __init hello_init(void)
7 {
8 printk(KERN_ALERT "Hello, world!/n");
9 return 0;
10 }
11
12 static void __exit hello_exit(void)
13 {
14 printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world/n");
15 }
16
17 module_init(hello_init);
18 module_exit(hello_exit);

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

你需要使用module_init()和module_exit(),你可以称她们为函数,不过实际上她们是一些宏(macro),现在你可以不用去知道她们背后的故事,只需要知道,在Linux Kernel 2.6的世界里,你写的任何一个模块都需要使用她们来初始化或退出,或者说注册以及后来的注销.当你用module_init()为一个模块注册了之后,在你使用insmod这个命令去安装的时候,module_init()注册的函数将会被执行,而当你用rmmod这个命令去卸载一个模块的时候,module_exit()注册的函数将会被执行.module_init()被称为驱动程序的初始化入口(driver initialization entry point).

怎么样演示以上代码的运行呢?没错,你需要一个Makefile.

+++++++++++++++++++++Makefile+++++++++++++++++++++++++++

1 # To build modules outside of the kernel tree, we run "make"
2 # in the kernel source tree; the Makefile these then includes this
3 # Makefile once again.
4 # This conditional selects whether we are being included from the
5 # kernel Makefile or not.
6 ifeq ($(KERNELRELEASE),)
7
8 # Assume the source tree is where the running kernel was built
9 # You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere
10 KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
11 # The current directory is passed to sub-makes as argument
12 PWD := $(shell pwd)
13
14 modules:
15 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
16
17 modules_install:
18 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
19
20 clean:
21 rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
22
23 .PHONY: modules modules_install clean
24
25 else
26 # called from kernel build system: just declare what our modules are
27 obj-m := hello.o
28 endif
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在lwn上可以找到这个例子,你可以把以上两个文件放在你的某个目录下,然后执行make,也许你不一定能成功,因为LK 2.6要求你编译模块之前,必须先在内核源代码目录下执行make,换言之,你必须先配置过内核,执行过make,然后才能make你自己的模块.原因我就不细说了,你按着她要求的这么去做就行了.在内核顶层目录make过之后,你就可以在你当前放置Makefile的目录下执行make了.Ok,make之后你就应该看到一个叫做hello.ko的文件生成了,恭喜你,这就是你将要测试的模块.

执行命令,

#insmod hello.ko

同时在另一个窗口,用命令tail -f /var/log/messages察看日志文件,你会看到

Hello world被打印了出来.

再执行命令,

#rmmod hello.ko

此时,在另一窗口你会看到Goodbye,cruel world!被打印了出来.

到这里,我该恭喜你,因为你已经能够编写Linux内核模块了.这种感觉很美妙,不是吗?你可以嘲笑秦皇汉武略输文采唐宗宋祖稍逊风骚,还可以嘲笑一代天骄成吉思汗只识弯弓射大雕了. 是的,Twins姐姐(s)告诉我们,只要我喜欢,还有什么不可以.

日后我们会看到,2.6内核中,每个模块都是以module_init开始,以module_exit结束.大多数来说没有必要知道这是为什么,记住就可以了,相信每一个对Linux有一点常识的人都会知道这一点的,对大多数人来说,这就像是1+1为什么等于2一样,就像是两点之间最短的是直线,不需要证明,如果一定要证明两点之间直线最短,可以扔一块骨头在B点,让一条狗从A点出发,你会发现狗走的是直线,是的,狗都知道,你还能不知道吗?