1、什么是内核模块？
内核模块是Linux提供的一种机制，允许在内核运行时动态加载进内核中，具有两个特点：
1）内核模块本身不编译入内核映像，有效控制缩减内核镜像大小
2）内核模块一旦被加载，他就和内核中的其他部分完全一样
2、为什么需要内核模块？
如果在内核编译时把所有的功能都编译进去，就会导致内核很大，而且要往内核中添加或删除功能时必须重新编译内核
比如在Ubuntu在通用PC平台上，预先无法知道需要什么设备，就不知道预先编译什么驱动。
3、内核模块和应用程序的区别
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工作模式 |
工作性质 |
层次 |
权限 |
影响 |
竞态 |
运行方式 |
| 应用程序 |
USR模式 |
策略性 |
用户层 |
低 |
局部 |
局部 |
主动 |
| 内核模块 |
SVC模式 |
功能性 |
内核层 |
高 |
全局 |
全局 |
被挡 |
4、内核模块的基本构成
|——两个函数（一般需要） | |——模块初始化（加载）函数：当内核模块加载进内核的时候，做一些准备工作 | |——模块卸载函数：回收、清理资源 | |——授权（许可证声明）（必须）：Linux内核受GPL（General Public License）授权约束 |——模块参数（可选）：模块被加载时可以被传递给它的值，本身对应模块内的全局变量 |——模块导出符号（可选） |——模块信息说明（可选）
5、模块加载（初始化）函数
一般以 __init标识声明
函数命名规则 xxx_init xxx设备名 init功能名（初始化）
函数形式：
static ini __init xxx_init(void) { /* 初始化代码 * 返回值： 成功：0 失败：负数，绝对值是错误码 * 应用层得到的返回值是-1，错误码保存到errno（每个进程有一个）； 标准化errno.h已经明确定义linux/errno.h */ }
注册方式： module_init(x); x为模块初始化函数的首地址
6、模块卸载函数
一般以 __exit标识声明
函数命名规则 xxx_exit xxx设备名 exit功能名（卸载）
static ini __exit xxx_exit(void) { /* 释放代码 */ }
注册方式： module_exit(x); x为模块卸载函数的首地址
7、模块许可证声明
MODULE_LICENSE(_license) //_license就是授权名称的字符串 //"GPL" [GNU Public License v2 or later] //"GPL v2" [GNU Public License v2] //"GPL and additional rights" [GNU Public License v2 rights and more] //"Dual BSD/GPL" [GNU Public License v2 or BSD license choice] //"Dual MIT/GPL" [GNU Public License v2 or MIT license choice] //"Dual MPL/GPL" [GNU Public License v2 or Mozilla license choice]
8、模块声明与描述
在Linux内核模块中，我们可以用MODULE_AUTHOR、MODULE_DESCRIPTION、MODULE_VERSION、MODULE_DEVICE_TABLE、MODULE_ALIAS分别来声明模块的作者、描述、版本、设备表和别名，例如：
MODULE_AUTHOR(author);
MODULE_DESCRIPTION(description);
MODULE_VERSION(version_string);
MODULE_DEVICE_TABLE(table_info);
MODULE_ALIAS(alternate_name);
对于USB、PCI等设备驱动，通常会创建一个MODULE_DEVICE_TABLE，表明该驱动模块支持的设备，如：
/* 对应此驱动的设备列表 */
static struct usb_device_id skel_table [ ] = { { USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, { } /* 表结束 */ } }; MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
9、模块参数：在加载模块时，可以给模块传参
头文件 linux/moduleparam.h
A、传递普通变量
module_param(name, type, perm); 声明内核模块参数 /* name - 接收参数的变量名 type - 变量类型 Standard types are: byte, short, ushort, int, uint, long, ulong charp: a character pointer bool: a bool, values 0/1, y/n, Y/N. invbool: the above, only sense-reversed (N = true) perm - 权限 头文件 linux/stat.h #define S_IRWXUGO (S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO) #define S_IALLUGO (S_ISUID|S_ISGID|S_ISVTX|S_IRWXUGO) #define S_IRUGO (S_IRUSR|S_IRGRP|S_IROTH) #define S_IWUGO (S_IWUSR|S_IWGRP|S_IWOTH) #define S_IXUGO (S_IXUSR|S_IXGRP|S_IXOTH) */
范例：
int i = 0; module_param(i, int, 0644);
运行：
# insmod xxx.ko i=10
B、传递数组参数
module_param_array(name, type, nump, perm) /* 声明内核模块数组参数 name - 数组名 type - 数组成员类型 nump – 一个指向保存数组长度的整型变量的指针 perm - 权限 */
范例：
int arr[] = {1,2,3,4,5,6}; int len=0; module_param(arr, int, &len, 0644);
运行：
# insmod xxx.ko arr=1,2,3,4,5
C、传递字符串参数
module_param_string(name, string, len, perm) /* 声明内核模块字符串参数 name - 字符串缓存的外部名（传入变量名） string - 字符串缓存的内部名 nump - 数组的数量 perm - 权限 */
范例：
char insidestr[] = "hello world"; module_param(extstr, insidestr, szieof(insidestr), 0644);
运行：
# insmod xxx.ko extstr="hello"
10、编译内核模块
如果一个内核模块要加载到某个内核中运行，则这个模块必须使用编译该内核镜像的源码进行编译，否则运行时会出错
A、头文件（语法问题）
B、编译结果（最主要影响）
- 编译时符号表（只在编译时使用）
- 运行时内核符号表
- # cat /proc/kallsyms 运行时内核符号表
C、编译系统
示例Makefile：
# 内核模块的Makefile（模块源码在内核源码外，且内核先编译） # 1、找内核的Makefile # 2、内核的Makefile找内核模块的Makeifle 内核模块的Makeifle定义要编译对象 ifneq ($(KERNELRELEASE),) #要编译对象表示把demo.c编译成demo.ko obj-m = demo.o else #内核源码目录 KERNELDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build PWD := $(shell pwd) modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules endif clean: rm -rf .tmp_versions Module.symvers modules.order .tmp_versions .*.cmd *.o *.ko *.mod.c
KERNELRELEASE 是在内核源码的顶层Makefile中定义的一个变量，在第一次读取执行此Makefile时，KERNELRELEASE没有被定义，所以make将读取执行else之后的内容。
当make的目标为all时，-C $(KERNELDIR) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile；M=$(PWD) 表明然后返回到当前目录继续读入、执行当前的Makefile。
当从内核源码目录返回时，KERNELRELEASE已被被定义，kbuild也被启动去解析kbuild语法的语句，make将继续读取else之前的内容。else之前的内容为kbuild语法的语句, 指明模块源码中各文件的依赖关系，以及要生成的目标模块名。
每个内核的名字都包含了它的版本号，这也是 uname -r 命令显示的值。
11、操作内核模块
A、加载模块
- # insmode 模块文件名
- # modprobe 模块名 # depmod
- # modinfo 可以产看模块信息
B、查看模块
# lsmod
模块名 模块大小 使用计数 使用者（by没有内容的是用户模块，有没用的是内核模块）
Module size Used by
demo 2333 0 (Used是当前有多少在用，为0时才允许被卸载)
mptscsih 39530 1 mptspi
C、卸载模块
# rmmod 模块名（Used为0时才允许被卸载）
D、查看内核输出信息
# dmesg | tail –n 10 /* 查看内后最后十行信息 */
F、导出符号表
#define EXPORT_SYMBOL（导出符号表），符号可以是全局变量，也可以是函数