(ldd) ch02-编写和运行模块(转载).txt

献给ARM初学者

      er_symtab都会替换相应模块的符号表。
       
      如果你的模块不需要开放任何符号，而且你也不想把所有的东西都声明成static的，在i
      nit_module里加上下面一行语句就可以了。这次对register_symtab的调用通过注册一个
      空表覆盖了模块默认的符号表：
       
      （代码）
       
      如果源文件不想给堆叠在其上的模块提供什么接口，用上面那行语句隐藏所有的符号总
      是不错的。
       
      当模块从内 诵对厥 ，它所声明的所有公共符号也就自动?主符号表中注销了。不过是
      全局符号还是显式符号表，这一点都适用。
       
      初始化和终止
      正如前面已述，init_module向内核注册模块所能提供的所有设施。这里我使用了“设施
      ”，我的意思是指新功能，是一整个设备驱动程序或新软件抽象，是一个可以由应用程
      序使用的新功能。
       
      通过调用内核函数完成新设施的注册。传递的参数通常为一个指向描述这个新设施的数
      据结构和要注册的设施名称。这个数据结构通常会包含一些指向模块函数的指针，这就
      是模块体内的函数是被调用的机制。
       

       
      除了用来标别模块类别（如字符和块设备驱动程序）的“主”设施之外，模块还可以注
      册如下项目：
       
      其他设备
       
             由于这类设施仅仅用于总线型鼠标，这些设备曾一度称为鼠标设备。它们都是些
      不完整的设备，通常要比那些功能健全的设备简单。
       
      串行端口
       
             可以在运行时向系统里加入串口设备驱动程序；这也是支持PCMCIA调治解调器的
      机制。
       
      行律
       
             行律是处理终端数据流的软件层。模块可以注册新行律，以非标准方式处理终端
      事务。例如，模块kmouse就使用行律从串口鼠标中偷取数据。
       
      终端设备驱动程序
       
             终端设备驱动程序一组实现终端底层数据处理的函数。控制台和串口设备驱动程
      序为了创建终端设备，它们都要注册自己的驱动程序。而多端口串口则有自己的驱动程

      序为了创建终端设备，它们都要注册自己的驱动程序。而多端口串口则有自己的驱动程
      序。
       
      /proc文件
       
             /proc包含了用来访问内核信息的文件。由于它们也可以用来调试，第4章的“使
      用/proc文件系统”将讲解/proc文件。
       
      二进制文件格式
       
             对于每个可执行文件，内核扫描“二进制文件格式”列表并按相应的格式执行它
      。模块可以实现新的格式，Java模块就是这样做的。
       
      Exec域
       
             为了提供与其他流行Unix系统的兼容，必须修改内核的某些内部表格。一个“执
      行域”就是一组从其他操作系统约定到Linux系统的映射。例如，模块可以定义执行SCO
      二进制文件的执行域。
       
      符号表
       
             这个已在前面的“注册符号表”小节中介绍了。
       

       
      上面这些项目都不是前一章所考虑的设备类型，而且都支持那些通常集成到驱动程序功
      能中的设施，如/proc文件和行律。之所以鼠标和其他设备驱动程序都没有象“完整”字
      符设备那样管理，这主要是为了方便。过一会儿，当你读到第3章“字符设备”的“主从
      设备号”小节时，原因就明了了。
       
      还可以将模块注册为某些驱动程序的附件，但这样做就太特殊了，这里就不作讨论了；
      它们都使用了“注册符号表”中讲到的堆叠技术。如果你想做更深一步的探究，你可以
      在内核源码中查查register_symtab，并且找找不同驱动程序的入口点。大部分注册函数
      都是以register_开始的，这样你就可以用“register_”在/proc/ksyms找找它们了。
       
      init_module中的错误处理
      如果你注册时发生什么错误，你必须取消失败前所有已完成的注册。例如，如果系统没
      有足够内存分配新数据结构时，可能会发生错误。尽管这不太可能，但确实会发生，好
      的程序代码必须为处理这类事件做好准备。
       
      Linux不为每个模块保留它都注册了那些设施，因此当init_module在某处失败时，模块
      必须统统收回。如果你在注销你已经注册的设施时失败了，内核就进入一种不稳定状态
      ：卸载模块后，由于它们看起来仍然是“忙”的，你再也不能注册那些设施了，而且你
      也无法注销它们了，因为你必须使用你注册时的那个指针，而你不太可能得到那个指针
      了。恢复这种情况非常复杂，通常，重新启动是最好的解决方法。
       
      我建议你用goto语句处理错误恢复。我讨厌使用goto，但以我个人来看，这是一个它有

      我建议你用goto语句处理错误恢复。我讨厌使用goto，但以我个人来看，这是一个它有
      所做为的地方（而且，是唯一的地方）。在内核里，通常都会象这里处理错误那样使用g
      oto。
       
      下面这段样例在成功和失败时都能正确执行：
       
      （代码）
       
      返回值（err）是一个错误编码。在Linux内核里，错误编码是一个负值，在<linux/errn
      o.h>中定义。如果你不使用其他函数返回的错误编码而要生成自己的，你应该包含<linu
      x/errno.h>，这样就可以使用诸如-ENODEV，-ENOMEM之类的符号值。总是返回相应的错
      误编码是种非常好的习惯，因为这样一来用户程序就利用perror或相似的方法把它们转
      换成有意义的字符串了。
       
      很明显，cleanup_module要取消所有init_module中完成的注册。
       
      （代码）
       
      使用计数
      为了确定模块是否可以安全地卸载，系统为每个模块保留了一个使用计数。由于模块忙
      的时候是不能卸载模块的，系统需要这些信息：当文件系统还被安装在系统上时就不能
      删除这个文件系统类型，而且你也不能在还有程序使用某个字符设备时就去掉它。
       

      如果忘了更新使用计数，你就不能再卸载模块了。在开发期间这种情况很可能发生，所
      以你一定要牢记。例如，如果进程因你的驱动程序引用了NULL指针而终止，驱动程序就
      不可能区关闭设备，使用计数也就无法回复到0。一种可能的解决方法就是在调试期间完
      全不使用使用计数，将MOD_INC_USE_COUNT和MOD_DEC_USE_COUNT重新定义为空操作。另
      一个解决方法就是利用其他方法将计数强制复位为0（在第5章的“使用ioctl参数”小节
      中介绍）。在编写成品模块时，决不能投机取巧。然而在调试时期，有时候忽略一些问
      题可以节省时间，是可以接受的。
       
      使用计数的当前值可以在/proc/modules中每一项的第3个域中找到。这个文件显式系统
      中当前共加载了那些模块，每一项对应一个模块。其中的域包括，模块名，模块使用的
      页面数和当前使用计数。这是一个/proc/modules样例：
       
      （代码）
       
      (autoclean)标志表明模块由kerneld管理（见第11章）。较新的内核中又加入了一些新
      的标志，除了一件事外，/proc/modules的基本结构完全相同：在内核2.1.18和更新的版
      本中，长度用字节计而不是页面计。
       
      卸载
      要卸载一个模块就要使用rmmod命令。由于无需连编，它的任务远比加载简单。这个命令
      调用系统调用delete_module，如果使用计数为0它又调用模块的cleanup_module。
       
      cleanup_module实现负责注销所有由模块已经注册了的项目。只有符号表是自动删除的

      cleanup_module实现负责注销所有由模块已经注册了的项目。只有符号表是自动删除的
      。
       
      使用资源
      模块不使用资源是无法完成自己的任务的，这些资源包括内存，I/O端口和中断，如果你
      要用DMA控制器的话，还得有DMA通道。
       
      做为一个程序员，你一定已经习惯了内存分配管理，在这方面编写内核代码没什么区别
      。你的程序使用kmalloc分配内存，使用kfree释放内存。除了kmalloc多一个参数，优先
      级，外，它们和malloc，free很相似。很多情况下，用优先级GFP_KERNEL就可以了。缩
      写GFP代表“Get Free Page（获取空闲页面）。”
       
      与此不同，获取I/O端口和中断乍听起来怪怪的，因为程序员一般同用显式的指令访问它
      们，不必让操作系统了解这些。“分配”端口和中断与分配内存不同，因为内存是从一
      个资源池中分配，并且每个地址的行为是一样的；I/O端口都各有自己的作用，而且驱动
      程序需要在特定的端口上工作，而不能随便使用某个端口。
       
      端口
      对于大多数驱动程序而言，它们的典型工作就是读写端口。不管是初始化还是正常工作
      的时候，它们都是这样的。为了避免其他驱动程序的干扰，必须保证设备驱动程序以独
      占方式访问端口――如果一个模块探测因自己的硬件而写某个端口，而恰巧这个端口又
      是属于另一个设备的，这之后一定会发生点怪事。
       

       
      为了防止不同设备间的干扰，Linux的开发者决定实现端口的请求/释放机制。然而，未
      授权的对端口的访问并不会产生类似于“段失效”那样的错误――硬件无法支持端口注
      册。
       
      从文件/proc/ioports可以以文本方式获得已注册的端口信息，就象下面的样子：