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!

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