Linux: Полное руководство — страница 92 из 98

Программирование ядра

Из главы 7 вы узнали, что драйверы устройств в Linux выполнены в виде модулей ядра, и познакомились с пакетом module-init-tools (он же modutils для ядер 2.4), содержащим утилиты для выполнения основных операций над модулями ядра. В этой главе я покажу, как создать собственный модуль, позволяющий расширить возможности ядра операционной системы.

28.1. Каркас модуля

Что будет делать ваш модуль, зависит от вас — это может быть драйвер устройства или просто небольшой модуль, дополняющий ядро нужной вам функцией.

Для начала напишем каркас модуля на языке С. Этот каркас можно будет скомпилировать, но в результате получится модуль, который не делает ничего. Он просто послужит вам основой для написания настоящих, серьезных модулей.

Листинг 28.1. Каркас модуля ядра Linux (module1.с)

#define MODULE
#define __KERNEL__
#include 

int init_module() {
 return 0;
}

void cleanup_module() {}

Теперь разберемся, что означает каждая строчка кода нашего будущего модуля. Первые две строчки делают обыкновенную программу модулем ядра Linux. Это директивы препроцессора cpp, обязательные для каждого модуля. Если вы не укажете их, компилятор сгенерирует совсем не тот код, которого мы от него ожидали.

Третья строка подключает заголовочный файл module.h, в котором находятся все необходимые для создания модуля определения.

Функция init_module() вызывается при загрузке модуля ядром. Если загрузка модуля прошла успешно, функция возвращает 0, в противном случае она должна возвратить любое другое значение — код ошибки.

Функция cleanup_module() вызывается при удалении модуля. Тип возвращаемого ею значения не определен, поэтому проверить, успешно ли произошло удаление, сама функция не позволяет.

Названия функций init_module() и cleanup_module() необязательны — вы можете назвать их по-другому, но для этого вам нужно использовать функции module_init() и module_exit(), которые определены в заголовочном файле init.h.

Переделаем наш шаблон так, чтобы он не использовал стандартные имена функций init_module() и cleanup_module():

Листинг 28.2. Шаблон модуля с переименованием стандартных функций (module2.c)

#define MODULE
#define __KERNEL__
#include  // для модуля.
#include  // module_init() и module_exit()

int start() {
 return 0;
}

void stop() {}

module_init(start);
module_exit(stop);

Функциям module_init() и module_exit() нужно передать имена функций, которые будут вызваны при инициализации и удалении модуля соответственно. Зачем это нужно? Так, для общего развития — чтобы вы знали, для чего используются эти функции. Ваш модуль не станет работать лучше, если вы переименуете стандартные функции инициализации и удаления.

Помните, для чего используется программа modinfo? Да, для получения информации о модуле. Давайте добавим эту информацию в наш модуль.

Листинг 28.3. Информация о модуле (module3.c)

#define MODULE
#define __KERNEL__
#include 

MODULE_AUTHOR("Denis Kolisnichenko [email protected]");
MODULE_DESCRIPTION("Linux kernel module");

int init_module() {
 return 0;
}

void cleanup_module() {
 return 0;
}

Макросы MODULE_AUTHOR и MODULE_DESCRIPTION определены в заголовочном файле module.h, поэтому никаких дополнительных заголовочных файлов подключать не нужно.

При необходимости модуль может выводить на консоль сообщения, например, о невозможности инициализации устройства. Выводимые модулем сообщения будут запротоколированы службой протоколирования ядра — демоном klogd. Выводить сообщения нужно не с помощью функции printf(), а функцией printk(). В этом случае сообщения не только окажутся на системной консоли, но и будут запротоколированы в файле /var/log/messages.

Сейчас мы напишем модуль, который будет выводить сообщения при загрузке и при удалении.

Листинг 28.4. Использование функции printk() (module.с)

#define MODULE
#define __KERNEL__
#include 
#include  // printk

MODULE_AUTHOR{"Denis Kolisnichenko [email protected]");
MODULE_DESCRIPTION("Linux kernel module");

int init_module() {
 printk("My module: Starting...\n");
 return 0;
}

void cleanup_module() {