Linux核心－模組編譯和安裝

 Linux核心目錄結構

　　=>/arch：該子目錄包括了所有和體系結構相關的核心程式碼．它的每一個子目錄都代表一種支援的體系結構．

　　=>/include：該子目錄包括編譯核心所需要的大部分標頭檔案，與平台無關的檔案在 /include/ude/linux子目錄下，與intel cpu 相關的標頭檔案在　/include/asm-i386子目錄下，而 /includes/scsi/目錄則是有關scsi裝置的標頭檔案目錄．

　　=>/init：該子目錄包含核心的初始化程式碼．

　　=>/mm：該子目錄包括所有獨立於cpu體系結構的記憶體管理程式碼，如頁式儲存管理記憶體的分配和釋放等；而和體系結構相關的記憶體管理程式碼則位於　／arch/*/mm/例如　/arch/x86/mm/fault.c

　　=>/kernel：主要的核心程式碼，此目錄下的檔案實現了大多數linux系統的核心函數，其中最重要的檔案當屬sched.c；同樣，和體系結構相關的程式碼在/arch/*/kernel中

　　=>/drivers：放置系統所有的裝置驅動程式；每種驅動程式有佔用一個子目錄．

　　=>/net：核心與網路相關的程式碼．

　　=>/ipc：核心的進程間通訊的程式碼．

　　=>/fs：所有的檔案系統程式碼和各種型別的檔案操作程式碼，它的每一個子目錄支援一個檔案系統．

 下面就來簡單來實現一個Hello World 吧！

在開始之前，還是先了解一下Linux核心模組機制吧！

　　模組（Module）機制：使用者可以根據需要，在不需要對核心重新編譯的情況下，可以將模組動態地載入或移出核心．

　　模組是具有獨立功能的程式，它可以被單獨編譯，但不能獨立執行，它在執行時被連結到核心，作為核心的一部分在核心空間執行．

　　模組通常由一組函數和資料結構組成，用來實現一種檔案系統，一個驅動程式或其他核心上層的功能．

　　核心模組是Linux 核心向外提供的一個插口，其全稱為動態可載入核心模組（Loader Kernel Module , LKM），簡稱為模組．

模組程式設計

　　核心模式下程式設計有一些限制：

　　I. 不能使用使用者模式下的C標準庫，因為核心模式下不存在lib庫，也就沒有這些使用者函數供使用．

　　II. 不能使用浮點運算，因為Linux核心切換模式時不儲存處理器的浮點狀態．

　　III. 盡可能保持程式碼的清潔整齊，因為核心偵錯不方便，簡潔的程式碼能減少並方便後期偵錯．

　　IV. 模組程式設計和核心版本密切關聯，因為不同的核心版本中某些函數的函數名會有變化．因此模組程式設計也可以說是核心程式設計．

　　V. 只用超級使用者可以對其執行． 

 開始我們的Hello World!

沒有編譯前的目錄結構：

首先編輯　hello.c檔案：

 1 #include<linux/module.h>
 2 #include<linux/kernel.h>
 3 #include<linux/init.h>
 4 
 5 static int hello_init(void)
 6 {
 7         printk("Hello word");
 8         return 0;
 9 }
10 static void hello_exit(void)
11 {
12         printk("Goodbye world");
13 }
14 
15 module_init(hello_init);
16 module_exit(hello_exit);
17 
18 MODULE_LICENSE("GPL");

然後編輯makefile檔案：

 1 ifneq ($(KERNELRELEASE),)
 2 obj-m:=hello.o
 3 else
 4 PWD:=$(shell pwd)
 5 KDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
 6 all:
 7         $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD)
 8 clean:
 9         rm -rf *.o *.mod.c *.ko *.symvers *.order *.markers
10 endif 

編輯完成，檢查無錯後，執行make指令：

然後，編譯完成後在看一下目錄結構：

產生了許多中間檔案，其中 .o檔案是物件檔案， .ko檔案是kernel object ．

接下來就可以安裝模組了(insmod 模組名.ko)

沒有任何輸出，說明安裝成功了．

我們不能在控制台看到我們自己編寫的模組的輸出，因為這時核心程式設計，只能通過檢視系統紀錄檔來看我們的輸出．使用　dmesg | tail -1 產看輸出，也可以直接檢視紀錄檔檔案．

出現hello: module verification failed: signature and/or  required key missing - tainting kernel　不影響模組的載入．

最後模組退出（rm mod 模組名）：

這樣一個hello World 就完成啦！

 對於 hello.c檔案的模組程式設計還是有必要說明一下的．