Linux内核模块编程指南：关键点与实践

《Linux内核模块编程指南》是一本关于Linux内核模块开发的免费教程，作者是Peter Jay Salzman、Michael Burian和Ori Pomerantz，最初发布于2001年，适用于Linux 2.6.4版本。本书遵循开放软件许可证（Open Software License, version 1.1）的条款，允许读者复制、修改并在个人或商业用途中传播，但要求保留原始版权声明和遵循许可证规定。 该指南的核心内容涵盖了以下几个关键知识点： 1. **模块管理**：`lsmod`命令用于查看已加载的内核模块，它读取/proc/modules文件获取信息。内核模块的管理主要由守护进程`kmod`执行，`modprobe`不仅加载指定模块，还会处理模块间的依赖关系。 2. **内核模块兼容性**：当内核开启`CONFIG_MODVERSIONS`选项时，可能导致不同版本内核之间的模块不兼容。因此，在开发过程中应关闭此选项以确保模块的通用性。 3. **模块初始化**：模块的`module_init`函数需要返回0，非0值表示加载失败。开发者应在控制台环境下执行示例代码，以便及时查看加载模块时的日志信息。 4. **内核日志和打印**：`printk()`函数用于内核日志，记录模块信息和警告，提供了不同优先级（如KERN_ALERT）以确保重要信息显示在控制台而非普通日志。 5. **宏__init和__exit**：这些宏用于区分初始化函数（`__init`）和清理函数（`__exit`）。模块编译进内核时，`__init`函数在初始化后会被丢弃以回收内存；而`__exit`函数在模块卸载时会被忽略。 6. **模块参数管理**：`module_param`宏用于创建模块参数，允许用户在加载模块时调整参数值，参数类型多种多样，包括布尔值、字符数组等。 7. **内核API**：`linux/sched.h`头文件包含睡眠函数和其他内核API，如`struct task_struct`用于当前进程管理。`linux/module.h`是模块开发的基本要求，`linux/types.h`定义了dev_t设备编号数据类型。 8. **数据交换函数**：`<asm/uaccess.h>`中的`copy_from_user`和`copy_to_user`函数用于在内核和用户空间之间安全地传输数据。 9. **内存管理和设备分配**：`kmalloc`和`kfree`用于动态内存管理，`GFP_KERNEL`和`GFP_ATOMIC`标志决定是否阻塞等待内存。`register_chrdev_region`用于静态注册字符设备，`alloc_chrdev_region`则用于动态分配设备号。 10. **字符设备注册**：包括创建`struct file_operations`结构体来定义设备操作，以及获取主设备号和次设备号的函数调用，以及如何设置字符设备的设备节点。 《Linux内核模块编程指南》为读者提供了详细的指导，从模块管理到内核接口使用，涵盖了从基础概念到实际操作的关键步骤，有助于开发者构建自己的Linux内核模块。