一个Linux驱动工程师必知的内核模块知识
引言：
在Linux操作系统中，内核模块是扩展内核功能的重要组成部分。了解如何编写和使用内核模块是每个Linux驱动工程师的基本技能。本文将通过诙谐的语言和实例，详细介绍内核模块的基本概念、加载和卸载方法、以及如何处理内核参数等实用技巧。通过对这些知识的学习，可以更深入地理解Linux系统的内部工作原理，为开发复杂的驱动程序打下坚实的基础。
相关问题1：内核模块中的打印函数和标准库函数有什么不同？
相关答案1：在内核模块中，常用的打印函数是printk，它类似于标准库中的printk，但是不支持浮点数的打印，这通常会导致编译时的警告和模块加载失败。而应用程序可以自由使用标准库函数，这是因为内核实际上是运行在一个受限的环境中，需要保证高度的稳定性和安全性。
相关问题2：如何在模块中声明和使用模块参数？
相关答案2：模块参数可以通过module_param和module_param_array宏来声明，这些参数可以是布尔型、字符串指针、整数等类型，并且可以在加载模块时通过命令行传入。这使得模块更加灵活，可以根据不同的运行环境进行配置。
相关问题3：内核模块如何与外部设备通信？
相关答案3：内核模块通常通过设备文件与外部设备进行通信。每个设备文件都有一个主次设备号，应用程序可以通过这些设备文件与内核模块进行数据交换。此外，还可以使用中断、DMA等方式来提高数据的传输效率。
通过上述的介绍，我们可以看到，编写和使用内核模块是一项既重要又复杂的技术活动。它不仅需要深厚的编程技能，还需要对操作系统的底层机制有深刻的理解。希望通过本文的介绍，读者能够对Linux内核模块有更全面的认识，并在实际工作中运用这些知识来解决具体的问题。
最简单的驱动
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>static int __init my_init(void)
{printk("my_init\\n");return 0;
}static void __exit my_exit(void)
{printk("my_exit\\n");
}module_init(my_init);
module_exit(my_exit);加载卸载模块命令
模块加载
insmod：加载指定目录下的一个.ko文件到内核。例如：
# insmod drv.ko
modprob：自动加载模块到内核，相对于insmod来讲更智能。在执行该命令前最好运行一次depmod命令来更新模块的依赖信息，使用modprobe不指定路径和后缀，例如：
# depmod
# modprobe drv
模块卸载
rmmod：卸载模块。例如：
# rmmod drv
模块信息
modinfo：查看模块的信息。例如：
# modinfo drv
filename: /lib/modules/3.13.0-32-generic/drv.ko
srcversion: 533BB7E5866E52F63B9ACCB
depends:
vermagic: 3.13.0-32-generic SMP mod_unload modversions 686
多个源文件编译生成一个内核模块
例如，将hello.c和world.c两个c文件编译生成一个叫hello_world.o的目标文件，则在Makefile中添加以下两句：
obj-m := hello_world.o
hello_world-objs = hello.c world.c
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学习直通车：Linux内核源码内存调优文件系统进程管理设备驱动/网络协议栈
内核污染
insmod ko模块时，可能出现如下提示：
loading out-of-tree module taints kernel
几个可能原因：
- 模块没有声明
GPL协议 - 当前linux内核版本和编译模块使用的内核版本不一致
- 使用内核源代码未包含的树外模块
printk和printf
在内核中的打印函数是printk，printk和printf的行为非常相似，但是通常printk不支持浮点数，例如要打印一个浮点变量，在编译时通常会出现如下警告，并且模块也不会加载成功：
WARNING:"__extendsfdf2" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
WARNING:"__truncdfsf2" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
WARNING:"__divdf32" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
WARNING:"__floatsidf" [/home/ubuntu/driver/user.ko] undefined!
内核模块参数
在加载一个.ko模块时，也可以像应用程序那样，通过命令行传入一些参数，这个过程发生在调用模块初始化函数之前。
内核支持的参数类型有：bool、invbool(反转值bool类型)、charp(字符串指针)、short、int、long、ushort、uint、ulong。这些类型又可以复合成对应的数组类型。
具体用法，在驱动中定义三个变量baudrate、port、name：
static int baudrate = 9600;
static int port[4] = {0,1,2,3};
static char *name = "user";module_param(baudrate, int, S_IRUGO);
module_param_array(port, int, NULL, S_IRUGO);
module_param(name, charp, S_IRUGO);
使用module_param和module_param_array宏声明这些变量为模块参数。说明：
module_param(name,type,perm)
module_param_array(name,type,nump,perm)
name：变量的名字
type：变量或数组元素的类型
nump：数组元素个数的指针，可选
perm：在sysfs文件系统中对应文件的权限属性。
权限的取值参考<linux/stat.h>头文件。
修改这三个变量的值，即加载模块时传参：
insmod user.ko baudrate=115200 port=1,2,3,4 name="virtual-serial"
C库
内核模块处于C函数库之下，自然就不能调用C库函数（内核源码会实现类似的函数）.
而应用程序则可以随意调用C库函数。
