Linux设备驱动程序 之 内核符号表

时间:2024-07-19 13:07:08

insmod使用公共内核符号表来解析模块中未定义的符号。功能内核符号表中包含了所有全局内核项(函数和变量)的地址,这是实现模块化驱动程序所必须的。当模块装载到内核后,它所导出的任何符号都会变成内核符号表的一部分。通常情况下,模块只需要实现自己的功能,无需导出任何符号,但是如果其他模块想要使用该模块的某函数或变量,就需要导出符号;通过导出符号,在可以在其他模块上层叠新的模块。通过模块层叠可将模块划分为多个层,简化每个层可缩短开发时间。

Linux提供了一个方法来管理符号对模块以外部分的可见性,从而减少了可能造成的名字空间污染,并且适当的隐藏信息。如果一个模块需要导出符号,则应该使用下面的宏:

EXPORT_SYMBOL(name);

EXPORT_SYMBOL_GPL(name);

这两个宏均用于给定的符号导出到模块外部。_GPL版本导出的符号只能被GPL许可证下的模块使用。符号必须在模块文件的全局部分导出,不能在函数中导出,这是因为上面两个宏将被扩展为一个特殊变量的声明,而该变量必须是全局的。该变量将在模块可执行文件的特殊部分(一个”ELF段”)中保存,在装载时,内核通过这个段来寻找模块导出的变量;

上面两个宏定义在include/linux/export.h中

 /* For every exported symbol, place a struct in the __ksymtab section */
#define ___EXPORT_SYMBOL(sym, sec) \
extern typeof(sym) sym; \
__CRC_SYMBOL(sym, sec) \
static const char __kstrtab_##sym[] \
__attribute__((section("__ksymtab_strings"), aligned())) \
= VMLINUX_SYMBOL_STR(sym); \
static const struct kernel_symbol __ksymtab_##sym \
__used \
__attribute__((section("___ksymtab" sec "+" #sym), used)) \
= { (unsigned long)&sym, __kstrtab_##sym } #if defined(__KSYM_DEPS__) /*
* For fine grained build dependencies, we want to tell the build system
* about each possible exported symbol even if they're not actually exported.
* We use a string pattern that is unlikely to be valid code that the build
* system filters out from the preprocessor output (see ksym_dep_filter
* in scripts/Kbuild.include).
*/
#define __EXPORT_SYMBOL(sym, sec) === __KSYM_##sym === #elif defined(CONFIG_TRIM_UNUSED_KSYMS) #include <generated/autoksyms.h> #define __EXPORT_SYMBOL(sym, sec) \
__cond_export_sym(sym, sec, __is_defined(__KSYM_##sym))
#define __cond_export_sym(sym, sec, conf) \
___cond_export_sym(sym, sec, conf)
#define ___cond_export_sym(sym, sec, enabled) \
__cond_export_sym_##enabled(sym, sec)
#define __cond_export_sym_1(sym, sec) ___EXPORT_SYMBOL(sym, sec)
#define __cond_export_sym_0(sym, sec) /* nothing */ #else
#define __EXPORT_SYMBOL ___EXPORT_SYMBOL
#endif #define EXPORT_SYMBOL(sym) \
__EXPORT_SYMBOL(sym, "") #define EXPORT_SYMBOL_GPL(sym) \
__EXPORT_SYMBOL(sym, "_gpl") #define EXPORT_SYMBOL_GPL_FUTURE(sym) \
__EXPORT_SYMBOL(sym, "_gpl_future")

测试代码

两个测试模块分别为hello.ko和world.ko,hello模块导出函数,world模块使用该函数;

hello.c

 #include <linux/init.h>
#include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("GPL"); void print_hello(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello");
}
EXPORT_SYMBOL(print_hello); static int hello_init(void)
{
printk(KERN_INFO "hello init!\n");
return ;
} static void hello_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "hello exit!\n");
} module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

world.c

 #include <linux/init.h>
#include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("GPL"); extern void print_hello(void); static void print_world(void)
{
printk(KERN_INFO "World!\n");
} static int world_init(void)
{
printk(KERN_INFO "world init!\n"); print_hello();
print_world(); return ;
} static void world_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "world exit!\n");
} module_init(world_init);
module_exit(world_exit);

执行结果:

 [13912.081180] hello init!
[13917.863471] world init!
[13917.863477] Hello
[13917.863479] World!