Linux设备驱动程序原理及框架内核模块入门篇精品PPT课件

内核模块介绍
内核模块
可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和 卸载的内核软件。严格来说，这种软件的作用 并不限于设备驱动，例如有些文件系统就是以 可安装模块的形式实现的。但是，另一方面， 它主要用来实现设备驱动程序或者与设备驱动 密切相关的部分（如文件系统等）。
课程内容
内核模块介绍 应用层加载模块操作过程 内核如何支持可安装模块 内核提供的接口及作用 模块实例
内核模块
应用层加载模块操作过程
内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，并 且创建好该系统中的硬件设备的列表树：/sys 文件系统。 （udev 服务就是通过读取该文件系统内容来创建必要的设备 文件的。）。根据 /sys 文件系统，内核读取 modules.alias 文件（位于 /lib/modules/2.6.5-1.358/ 目录下，2.6.5-1 为内 核版本号，请替换为你的系统版本号），找到对应的模块， 加载。我们可以看到 modules.alias 文件中都是类似如下的 行：
Linux设备驱动程序原理及框架
内核模块入门篇
课程内容
内核模块介绍 应用层加载模块操作过程 内核如何支持可安装模块 内核提供的接口及作用 模块实例
内核模块介绍
内核模块
Linux采用的是整体式的内核结构，这种结构 的内核一般不能动态的增加新的功能。为此， Linux提供了一种全新的机制，叫（可安装） “模块”（module）。利用这个机制，可以 根据需要，在不必对内核重新编译链接的条件 下，将可安装模块动态的插入运行中的内核， 成为内核的一个有机组成部分；或者从内核移 走已经安装的模块。正是这种机制，使得内核 的内存映像保持最小，但却具有很大的灵活性 和可扩充性。
/* Member of list of modules */ struct list_head list;
/* Unique handle for this module */ char name[MODULE_NAME_LEN];
内核模块
内核如何支持可安装模块
/* Sysfs stuff. */ struct module_kobject mkobj; struct module_param_attrs *param_attrs; struct module_attribute *modinfo_attrs; const char *version; const char *srcversion; struct kobject *drivers_dir;
alias pci:v*d00008139sv00001186sd00001300bc*sc*i* 8139too
内核模块
应用层加载模块操作过程
中间的若干符号包含了很多信息，例如该设备的制造商编 号、设备编号等。例如：
alias pci:v00008086d00007190sv000015ADsd00001976bc06 sc00i00
/lib/modules/2.6.16.27/kernel/drivers/net/8139too.ko : /lib/modules/2.6.16.27/kernel/drivers/net/mii.ko
内核模块
应用层加载模块操作过程
当内核通过 modules.alias 文件确定需要加载 8139too 模 块时，调用 modprobe 8139too，modprobe 工具再通过读 取 modules.dep 文件找到 8139too.ko 行，冒号前的文本给 出了该模块的绝对路径，而后面的文本则是在加载该模块前 需要先行加载的模块，也就是它所依赖的模块。（模块的依 赖性后面讲解）
以上讨论的是内核启动中，发现硬件，并且成功匹配模块 名称并加载的情况。但如果内核没有成功匹配合适的模块呢？ 我们就需要作一些工作自己加载了。
当然，我们可以每次手动调用 insmod 加载某个模块，但 如果是硬件设备驱动的话，我们自然更愿意让它在系统引导 时便加载。
内核模块
应用层加载模块操作过程
Fedora 在 core 3 之后的版本中，加入了 /etc/modprobe.conf 文件，我们可以在该文件中加入我们 自己的模块的 alias 行。该文件的作用是在 modprobe 运 行时，添加必要的模块参数、修正模块加载方式或使用更 为灵活的模块加载办法，例如加入安装脚本。
而 LFS 则使用了特意订制的一个服务 S05modules，读 取配置文件 /etc/sysconfig/modules，加载其中以行指定 的模块名称，不过只是简单地调用 modprobe。如果我们 要加入非系统直接支持的硬件的话，则需要修改相应的 modules.dep 文件，以便 modprobe 工具可以正确的识 别模块的绝对路径。
/* Exported symbols */ const struct kernel_symbol *syms; unsigned int num_syms; const unsigned long *crcs;
课程内容
内核模块介绍 应用层加载模块操作过程 内核如何支持可安装模块 内核提供的接口及作用 模块实例
内核模块
内核如何支持可安装模块
每个已安装模块在内核中都有一个module数据结构 （通过系统调用create_module()创建）
内核模块
内核如何支持可安 module_state state;
表示该设备的设备编号是 0x7190，制造商编号是x8086， 模块子系统提供商编号 0x15ad 等等，v即是代表vendor， sv代表 subsystem-vendor，sd代表 subsystem-device。
内核模块
应用层加载模块操作过程
通过这些信息和 modules.alias 某一行匹配之后，便加载 后面指定的模块名称。加载模块使用的是 modprobe 工具。 我们可以发现，modules.alias 文件中给出的模块只是个 名称，并没有模块文件的绝对路径。那么 modprobe 工具 如何定位模块文件本身呢？它需要另一个有用的文件： modules.dep 。该文件和 modules.alias 在同一个目录下。 该文件的内容是像下面一样的行文本：