Aufbau eines Kernelmoduls

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1 Kernel Module Kernelmodul = ladbare/entfernbare Objektdatei (Dateisystem, Gerätetreiber, Systemeingriffe) Vorteile: Ressourcenverbrauch abhängig vom aktuellen Anforderungen Erweiterung der Kernelfunktionalität durch extern entwickelte Komponenten Einschränkungen Kernelstrukturen können nicht verändert werden Kernelmodule benötigen Schnittstellen (z.b. Tabelle der Systemaufrufe, Registrierungsfunktionen) Aufbau eines Kernelmoduls Initialisierungsfunktion int init_module() { printk( I m born! ); Aufruf bei Installation des Kernelmoduls Rückgabewert!= 0 signalisiert Fehler Aufräumfunktion void cleanup_module() { printk( Thanks for the fish! ); Aufruf vor dem Entfernen (Entfernen lässt sich nicht verhindern) 1

2 Header-Dateien Kompilation eines Kernelmoduls Zu importierende Dateien Linux/kernel.h Linux/module.h #if CONFIG_MODVERSION==1 #define MODVERSIONS #include <linux/modversions.h> #endif Definition folgender Symbole MODULE KERNEL Modul läuft im Kernel. LINUX gcc DMODULE D KERNEL -DLINUX c module.c Installation/Entfernen von Kernelmodulen Installation: insmod mymodule.o Entfernen: rmmod mymodule Auflisten aller aktuell installierten Module: lsmod 2

3 Zeichenorientierte Gerätetreiber Zeichenorientierte Geräte unterstützen Lesen von Zeichenströmen Schreiben von Zeichenströmen Ausführen von Komandos (ioctl) Implementierung i.a. als Kernelmodule Identifikation über (Major,Minor) Tupel Einbettung als Spezialdatei (s. /dev/*) Zugriff mit Standarddateifunktionen Generierung mit mknod file_name c major minor Im folgenden: Beispieltreiber, der Nachricht ausgibt (Quellcode im Web) Initialisierung des Gerätetreibers int init_module() { int ret; /* Register the character device (atleast try) */ ret = devfs_register_chrdev(my_major, DEVICE_NAME, &Fops); /* Negative values signify an error */ if (ret < 0) { printk ( error %d\n,ret); return ret; printk ( Now: mknod %s c %d <minor>\n", DEVICE_NAME, MY_MAJOR); return 0; 3

4 Die Dateioperationen für den Treiber struct file_operations Fops = { NULL, // Owner-Module NULL, /* seek */ device_read, device_write, NULL, /* readdir */ NULL, /* poll */ NULL, /* ioctl, leicht zu implementieren */ NULL, /* mmap */ device_open, NULL, /* flush */ device_release, /* a.k.a. close */ NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL // diverses ; Öffnen des Gerätes static int device_open(struct inode *inode, struct file *file) { static int counter = 0; printk("device: %d.%d\n", // major, minor number inode->i_rdev >> 8, inode->i_rdev & 0xFF); /* nur 1 Prozess gleichzeitig bedienen */ if (Device_Open) return -EBUSY; // Generiere Nachricht Device_Open++; sprintf(message, Opened %d times\n", counter++); Message_Ptr = Message; /* stelle sicher, dass Modul nicht entfernt wird, falls es geöffnet ist. */ MOD_INC_USE_COUNT; return 0; // kein Fehler 4

5 Schliessen des Gerätes static int device_release(struct inode *inode, struct file *file) { /* We re now ready for our next caller */ Device_Open --; /* Erniedrigen des Benutzungszählers, so dass das Modul entfernt werden kann. */ MOD_DEC_USE_COUNT; return 0; Lesen vom Gerät static ssize_t device_read(struct file *file, char *buffer, /* The buffer to fill with data */ size_t length, /* The length of the buffer */ loff_t *offset) /* Our offset in the file */ { int bytes_read = 0; /* Am Ende der Nachricht 0 (EOF)zurückgeben. */ if (*Message_Ptr == 0) return 0; /* Kopieren der Nachricht*/ while (length && *Message_Ptr) { put_user(*(message_ptr++), buffer++); // UML-Bug? length --; bytes_read ++; /* Rückgabe der Anzahl der gelesenen Bytes */ return bytes_read; 5

6 Schreiben auf das Gerät static ssize_t device_write(struct file *file, const char *buffer, /* The buffer */ size_t length, /* The length of the buffer */ loff_t *offset) /* Our offset in the file */ { // nicht unterstützt return -EINVAL; Installation und Anlegen des Gerätes Kopie der Modulobjektdatei in UML-VM Installieren des Moduls insmod mydev.o Anlegen des Gerätes (MAJOR=250) cd /dev mknod mydev c Überprüfen in /proc/devices Lesen vom Gerät cat /dev/mydev 6