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Linux内核可装载模块对设备驱动的影响
来源:www.unix5.com 作者:riechelr_hl 发布时间:2007-05-26  

 

#Makefile for 2.4 & 2.6 VERS26=$(findstring 2.6,$(shell uname -r)) MAKEDIR?=$(shell pwd) ifeq ($(VERS26),2.6) include $(MAKEDIR)/Makefile2.6 else include $(MAKEDIR)/Makefile2.4 endif

 

2.2模块装载时的版本检查

 

Linux内核一直在更新、完善,在a版本内核源码下编译的模块在b版本内核下通常不能运行,所以必须有一种机制,限制在a版本内核下编译生成的模块在b版本内核下被加载。

2.4与2.6内核在可装载内核模块的版本检查机制方面发生了根本性的改变,不过这些改变对设备驱动开发人员而言基本是透明的。为了使模块装载时的版本检查机制生效,2.4 内核下,只需在CFLAGS中定义

 

-DMODVERSIONS -include $(KDIR)/include/linux/modversions.h;

 

2.6内核下,开发人员无须采用任何操作。

 

不过,在此仍有必要阐明2.4与2.6内核对可加载模块的版本检查机制。

 

2.4内核下, 执行`cat /proc/ksyms`可看到内核符号在名字后还跟随着一串校验字符串,此校验字符串与内核版本有关。在内核源码头文件linux/modules 目录下存在许多*.ver文件,这些文件起着为内核符号添加校验后缀的作用,如ksyms.ver 文件里有一行 #define printk _set_ver(printk)。linux/modversions.h 文件会包含全部的 ver文件。所以当模块包含linux/modversions.h文件后,编译时,模块里使用的内核符号实质是带有校验后缀的内核符号。在加载模块时,如果模块中所使用内核符号的校验字符串与当前运行内核所导出的相应的内核符号的校验字符串不一致,即当前内核空间并不存在模块所使用的内核符号,就会出现 “Invalid module format “的错误。

 

为内核符号添加校验字符串来验证模块的版本与内核的版本是否匹配是繁杂和浪费内核空间的;而且随着SMP(对称多处理器)、PREEMPT(可抢占内核)等机制在2.6内核的引入和完善,模块运行时对内核的依赖不仅取决于内核版本,还取决于内核的配置,此时内核符号的校验码是否一致不能成为判断模块可否被加载的充分条件。2.6 内核下,在linux/vermagic.h中定义有VERMAGIC_STRING,VERMAGIC_STRING不仅包含内核版本号,还包含有内核使用的gcc版本,SMP与PREEMPT等配置信息。模块在编译时,我们可以看到屏幕上会显示“MODPOST”。在此阶段, VERMAGIC_STRING会添加到模块的modinfo段。在内核源码目录下smodmodpost.c文件中可以看到模块后续处理部分的代码。模块编译生成后,通过`modinfo mymodule.ko`命令可以查看此模块的vermagic等信息。2.6 内核下的模块装载器里保存有内核的版本信息,在装载模块时,装载器会比较所保存的内核vermagic与此模块的modinfo段里保存的 vermagic信息是否一致,两者一致时,模块才能被装载。譬如Fedora core 4 与core 2 使用的都是2.6 版本内核,在Fedore Core 2下去加载Fedora Core4下编译生成的hello.ko,会出现“invalid module format” 错误。

 

#insmod hello.ko Invalid module format hello: version magic ‘2.6.11-1.1369_FC4 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-4.0’ should be ‘2.6.5-1.358 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-3.3’

 

2.3模块的初始化与退出

 

在2.6内核中,内核模块必须调用宏module_init 与module_exit() 去注册初始化与退出函数。在2.4 内核中,如果初始化函数命名为init_module()、退出函数命名为cleanup_module(),可以不必使用module_init 与module_exit 宏。推荐使用module_init 与module_exit宏,使代码在2.4与2.6内核中都能工作。

 

清单5:适用于2.4与2.6内核的模块的初始化与退出模板

 

static int mod_init_func(void) { /*code here*/ return 0; }

 

static void mod_exit_func(void) { /*code here*/ }

 

module_init(mod_init_func); module_exit(mod_exit_func);

 

需要注意的是初始化与退出函数必须在宏module_init和module_exit使用前定义,否则会出现编译错误。

 

2.4 模块使用计数

 

模块在被使用时,是不允许被卸载的。2.4内核中,模块自身通过MOD_INC_USE_COUNT、MOD_DEC_USE_COUNT宏来管理自己被使用的计数。2.6内核提供了更健壮、灵活的模块计数管理接口try_module_get(&module)及module_put (&module)取代2.4中的模块使用计数管理宏;模块的使用计数不必由自身管理,而且在管理模块使用计数时考虑到SMP与PREEMPT机制的影响。

 

int try_module_get(struct module *module):用于增加模块使用计数;若返回为0,表示调用失败,希望使用的模块没有被加载或正在被卸载中。

 

void module_put(struct module *module):减少模块使用计数。

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