一、内核模块原理
1. Linux内核增加功能
Linux内核整体结构很庞大，包含了很多的组件，现在有两种方法将需要的功能包含进内核当中：
- 静态加载：将所有的功能都编译进Linux内核。
- 动态加载：将需要的功能编译成模块，在需要的时候动态地添加。
- 第一种方法优点在于不会有版本不兼容的问题，不需要进行严格的版本检查；但是生成的内核会很大，要在现有的内核中添加新的功能，要编译整个内核。
- 第二种方法有点在于模块本身不编译进内核，从而控制了内核的大小，模块一旦被加载，将和其它的部分完全一样。可能会有内核与模块版本不兼容的问题，导致内核崩溃，会造成内存的利用率比较低。
2. 内核模块概述
- 之所以提供模块机制，就是为了弥补Linux这个单内核可扩展性和可维护性相对较差的缺陷。
- 一个模块被加载到内核中时，就成为内核代码的一部分。模块加载入系统时，系统修改内核中的符号表，将新加载的模块提供的资源和符号添加到内核符号表中，以便模块间的通信。
二、实现内核模块
1. 编写一个空模块
（1）模块许可证声明
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
- 内核支持GPL兼容代码，因此如果把许可证设置为其它非GPL兼容的（如，“Proprietary”[专利]），某些特定的内核功能在模块中不可用。
- 如果不声明，则在模块加载时会收到内核被污染的警告，一般应遵循GPL协议。
（2）模块加载函数
static int __init XXX_init(void)
{
return 0;
}
moudle_init(XXX_init);
- 在用insmod命令加载模块时，该函数被执行，完成模块的初始化工作。
- 命名：Linux内核的模块加载函数一般用
__init标识声明，模块加载函数必须以XXX_init(函数名)的形式被指定。 - 返回值：该函数返回整型值，如果执行成功，则返回0，初始化失败时则返回错误编码，Linux内核当中的错误编码是负值，在<linux/errno.h>中定义。
（3）模块卸载函数
static void __exit XXX_exit(void)
{
}
moudle_exit(XXX_exit);
- 在用rmmod命令卸载模块时，该函数被执行，完成与加载相反的工作。
- 命名：Linux内核的模块加载函数一般用
__exit标识声明，模块加载函数必须以XXX_exit(函数名)的形式被指定。 - 主要包括：
- 若模块加载函数注册了XXX，则模块卸载函数注销XXX
- 若模块加载函数动态分配了内存，则模块卸载函数释放这些内存
- 若模块加载函数申请了硬件资源，则模块卸载函数释放这些硬件资源
- 若模块加载函数开启了硬件资源，则模块卸载函数一定要关闭这些资源
（4）模块参数
static 类型 名称 = 赋值；
- 模块在被加载时传递给模块的值，本身应该是模块内部的全局变量。
2. 模块操作
（1）编译模块
-
编写makefile：
obj-m:=XXX.o CURRENT_PATH:=$(shell pwd) LINUX_KERNEL_PATH:=/usr/src/linux-headers-4.4.0-21-generic //这里写编译机器上的路径和版本 all: make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean //make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile //M=$(CURRENT_PATH) 表明返回到当前目录继续执行当前的Makefile -
将其放在编写的模块.c文件同级目录下，使用make命令编译，生成
XXX.ko模块文件。
（2）加载模块
sudo insmod XXX.ko
- 此时已经加载了模块。
（3）查看与测试
查看已经安装好的模块：
lsmod
- 也可以通过查看/proc/modules文件的内容。实际上，lsmod读命令就是通过查看/proc/modules的内容来显示模块信息的。
显示linux内核的记录信息：
dmesg
显示模块信息：
modinfo XXX.ko
（4）卸载模块
sudo rmmod XXX
- 这时用dmesg看内核信息，就会看到写在module_exit()中的输出。
3. 实现功能（参考学姐代码）
（1）输出当前进程信息
-
代码：
-
编译：
-
查看内核信息，验证信息：
（2）读取进程链表
-
代码：
-
从第一个PCB（叫做init_task）开始，顺着next指针读了一圈：
参考资料
参考资料1：Linux内核模块简介
参考资料2：编写属于你的第一个Linux内核模块