转自：http://hi.baidu.com/colwater/blog/item/94abb1d93f5ecfed39012fdf.html

在本部分，我们将编写并引导一个简单的内核模块。编写自己的模块让您能够编写一些独立的内核代码，学习如何使用模块，并发现内核如何连接到一起的一些规则。 注意：这些说明是为 2.6.x 内核缩写的，可能不适用于另外的内核版本。

为适应本部分内容，您的内核必须已经启用这些选项进行了编译：

Loadable module support  --->   [*] Enable loadable module support   [*]   Module unloading   [ ]   Module versioning support (EXPERIMENTAL)   [*]   Automatic kernel module loading

如果按照第一篇教程中的说明编译内核，那么就已经正确地设置了这些选项。否则，修改这些选项，重新编译内核，并引导到新内核。

首先，找到编译当前 Linux 内核的源代码。将目录切换到 Linux 源代码目录中的 drivers/misc/。现在，拷贝下面的代码并将其粘贴到一个名为 mymodule.c 的文件：

#include 
        
          #include 
         
           #include 
          
            static int __init mymodule_init(void) {
             printk ("My module worked!/n");     return 0; } static void __exit mymodule_exit(void) {
             printk ("Unloading my module./n");     return; } module_init(mymodule_init); module_exit(mymodule_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
          
         
        

保存这个文件，并在同一目录下编辑 Makefile 文件。添加这一行：

obj-m += mymodule.o

编译模块：

# make -C 
        
          SUBDIRS=$PWD modules
        

C选项告诉make程序读取Makefiles或做其它任何事情之前，先要修改Linux源目录。使用 insmod ./mymodule.ko 加载这个模块，并查看是否打印了您的消息： dmesg | tail。应该会在输出的结束处看到：

My module worked!

现在删除内核模块：rmmod mymodule。再次查看 dmesg；应该会看到：

Unloading my module.

这样您就已经编写并运行了一个新的内核模块！恭喜！

现在，我们来做一些与您的模块有关的更有趣的事情。要了解的一个关键内容是，模块只能“看到”内核故意让它访问的函数和变量。首先，我们以错误的方式来进行尝试。

编辑文件 kernel/printk.c，在所有包含文件之后其他全局变量声明附近（但要在所有函数之外）添加下面一行：

int my_variable = 0;

现在重新编译内核并引导到新内核。然后，将下面的内容添加到模块的 mymodule_init 函数起始处，置于其他代码之前。

extern int my_variable; printk ("my_variable is %d/n", my_variable); my_variable++;

保存修改并重新编译模块：

# make -C 
        
          SUBDIRS=$PWD modules
        

加载模块（这将失败）：insmod ./mymodule.ko。模块的加载会失败，并给出消息：

insmod: error inserting './mymodule.ko': -1 Unknown symbol in module

这说明内核不允许模块访问那个变量。当模块加载时，它必须解析所有外部引用，比如函数名或者变量名。如果它不能找到内核导出的符号列表中所有未解析的名称，那么模块就不能写入那个变量或者调用那个函数。在内核中某个地方有为变量 my_variable 分配的空间，但模块不知道是哪里。

为解决此问题，我们将把 my_variable 添加到内核导出的符号列表中。在很多内核目录中，都有一个特定的文件，用于导出在那个目录中定义的符号。再次打开 kernel/printk.c 文件，在变量声明之后添加下面一行：

EXPORT_SYMBOL(my_variable);

重新编译并重新引导到新内核。现在再一次尝试加载模块：insmod ./mymodule.ko。这一次，当查看 dmesg 时，应该看到：

my_variable is 0 My module worked!

重新加载模块：

# rmmod mymodule && insmod ./mymodule.ko

现在应该看到：

Unloading my module. my_variable is 1 My module worked!

每次重新加载那个模块，my_variable 都会增 1。您正在读写一个在主内核中定义的变量。只要被 EXPORT_SYMBOL() 显式地声明，模块就可以访问主内核中的任何变量。例如，函数 printk() 是在内核中定义的，并且在文件 kernel/printk.c 中被导出。

简单的可引导内核模块是用来研究内核的一个有趣的途径。例如，可以使用一个模块来打开或关闭 printk，方法是在内核中定义一个变量 do_print（它初始化为 0）。然后，让所有 printk 都依赖于“do_print”：

if (do_print) {
             printk ("Big long obnoxious message/n"); }

然后，只有当您的模块被加载时才打开它。

引导模块时，可以向它传递参数。要使用模块参数加载模块，这样写：

insmod module.ko [param1=value param2=value ...]

为了使用这些参数的值，要在模块中声明变量来保存它们，并在所有函数之外的某个地方使用宏 MODULE_PARM(variable, type)MODULE_PARM_DESC(variable, description) 来接收它们。type 参数应该是一个格式为 [min[-max]]{b,h,i,l,s} 字符串，其中 min 和 max 是数组的长度限度。如果两者都忽略了，则默认为 1。最后一个字符是类型说明符： 和

b       byte h       short i       int l       long s       string

可以在 MODULE_PARM_DESC 的 description 域中添加任何需要的说明符。

现在我们将编写一个模块，其中有一个函数，当内核接收到某个 IRQ 上的一个中断时会调用它。首先，将文件 mymodule.c 拷贝到 myirqtest.c，然后删除函数的内容，只保留返回语句。在编辑器中打开 myirqtest.c，并使用“myirqtest”替换所出现的“mymodule”来修改函数名。另外删除 printk。为了能够使用中断，将下面一行：

#include 
        

加入到文件的顶部。

使用 cat /proc/interrupts 找出正在使用的中断。第一列显示出正在使用的中断号，第二列是机器自最后一次引导后在那个 IRQ 上发行了多少次中断，第三列是使用这个 IRQ 的设备。在这个示例中，我们将研究来自网络接口的中断，并使用两个模块参数 interface 和 irq 来指明我们要使用的接口和 IRQ 行。

为了使用模块参数，要声明两个变量来存放它们，并使用 MODULE_PARM 和 MODULE_PARM_DESC 来捕获参数。此代码应该放置在所有函数之外的某个地方：

static int irq; static char *interface; MODULE_PARM(interface, "s"); MODULE_PARM_DESC(interface, "A network interface"); MODULE_PARM(irq, "i"); MODULE_PARM_DESC(irq, "The IRQ of the network interface");

函数 request_irq() 将您的函数添加到选定的 IRQ 行的处理程序列表，每当接收到那个行上的一个中断时，可以使用它打印一条消息。现在，我们需要在函数 myirqtest_init 中请求网络设备的 IRQ。 request_irq 的定义如下：

int request_irq(unsigned int irq,     void (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),     unsigned long irqflags,     const char *devname,     void *dev_id);

irq 是中断号。我们将使用从模块参数获得的值。handler 是一个指针，指向处理中断的函数。我们将使用 SA_SHIRQ 作为 irqflags 的值，表明我们的处理程序支持与其他处理程序共享 IRQ。 devname 是设备的简称，显示在 /proc/interrupts 列表中。我们将使用 interface 变量中的值，它是作为模块参数接收到的。

dev_id 参数是设备 ID。这个参数通常设置为 NULL，但是，如果需要共享 IRQ，以使得稍后那个 IRQ 被 free_irq() 释放时，正确的设备会被放开，那么它需要是 non-NULL 的。由于它是 void *，所以它可以指向任何内容，不过，通常的做法是传递驱动程序的设备结构体。在此，我们将使用一个指向 irq 变量的指针。

如果成功，request_irq() 将返回 0。

编写完代码后，myirqtest_init() 应该类似如下：

static int __init myirqtest_init(void) {
             if (request_irq(irq, &myinterrupt, SA_SHIRQ, interface, &irq)) {
                 printk(KERN_ERR "myirqtest: cannot register IRQ %d/n", irq);         return -EIO;     }     printk("Request on IRQ %d succeeded/n", irq);     return 0; }

如果 request_irq() 没有返回 0，则是出了一些错误， IRQ 不能被注册，所以我们打印一条错误消息并返回错误代码。

现在，当卸载那个模块时，我们还需要释放那个 IRQ。此任务由 free_irq 来完成，它使用中断号和设备 ID 作为参数。中断号保存在 irq 变量中，并且我们使用指向它的指针做为设备 ID，所以需要做的就是将下面的代码添加到 myirqtest_exit() 的开头：

free_irq(irq, &irq);     printk("Freeing IRQ %d/n", irq);

其余要做的全部事情就是编写 myinterrupt() 处理程序函数。它的声明已经间接通过 request_irq() 的参数说明了：void (*handler)(int, void *, struct pt_regs *)。第一个参数是中断号，第二个参数是在 request_irq 中所使用的设备 ID，第三个参数持有一个指向某个结构体的指针，结构体中容纳的是在服务那个中断之前的处理器寄存器和状态。

如果不去查看处理器寄存器，我们就不能知道中断是来自我们的设备还是来自共享同一 IRQ 的某些其他设备。在本例中，令人满意的是，中断发生在指定的 IRQ 上。当编写真正的驱动程序时，执行对此的检查很重要，如果处理程序发现中断由另一个设备所使用，那么它应该立即返回值 IRQ_NONE，而不去处理那个中断。如果中断来自我们的设备，而且处理程序被正确调用，那么应该返回 IRQ_HANDLED。这些操作是与硬件相关的，在此不再论述。

所以，每当在指定的 IRQ 上有一个中断时，myinterrupt() 函数都会被调用。发生此事件时我们会执行打印输出，但是希望限制输出的数量，所以将像先前建议的那样去做，只打印输出前 10 个中断。

还需要从这个函数返回某些内容。由于这不是一个真正的驱动程序，而只是研究中断，所以应该返回 IRQ_NONE。通过返回 IRQ_HANDLED，我们可以宣称这是设备的真正驱动程序，不需要任何其他驱动程序来处理这个中断（在本例中并不是这样）。

这里是 myinterrupt() 的最终代码：

static irqreturn_t myinterrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs) {
             static int mycount = 0;     if (mycount < 10) {
                 printk("Interrupt!/n");         mycount++;     }     return IRQ_NONE; }

这样就完成了！将下面一行：

obj-m += myirqtest.o

添加到此目录中的 Makefile，并使用下面的命令编译模块：

# make -C 
        
          SUBDIRS=$PWD modules
        

现在插入模块（将参数值设置为在系统中可以生效的值，见 cat /proc/interrupts）：

insmod myirqtest.ko interface=eth0 irq=9

查看 dmesg 的打印输出。它应该类似如下：

Request on IRQ 9 succeeded Interrupt! Interrupt! Interrupt! Interrupt! Interrupt!

最多有 10 行“Interrupt!”，因为我们限制打印输出的数目最多那么多。现在，卸载模块：

rmmod myirqtest

IRQ 现在应该被我们的处理程序释放了。查看 dmesg 的输出。它应该类似如下：

Freeing IRQ 9

现在就已经完成了您自己的使用中断的内核模块！去研究您的新内核模块吧 —— 模块是非常有趣的！