前言

不知大家有沒有想過，在一個(gè)內(nèi)核模塊代碼中，會(huì)用到printk函數(shù)，而這個(gè)函數(shù)不是我們實(shí)現(xiàn)的，它是內(nèi)核代碼的一部分，但我們?yōu)槭裁茨軌蚓幾g通過呢？

我們的代碼之所以能夠編譯通過，是因?yàn)閷?duì)模塊的編譯僅僅是編譯，并沒有鏈接。

編譯出來的.ko文件是一個(gè)普通的ELF文件，使用file命令和nm命令，我們可以看到相關(guān)的信息：

vser_init和vser_exit分別是模塊的入口函數(shù)和出口函數(shù)，使用nm命令查看模塊目標(biāo)文件的符號(hào)信息時(shí)，可以看到vser_exit和vser_init的符號(hào)類型是t，表示它們是函數(shù)。

而printk的 符號(hào)類型是U，表示它是一個(gè)未決符號(hào)。意思是說在編譯階段不知道這個(gè)符號(hào)的地址，因?yàn)樗欢x在其他文件中，沒有放在模塊代碼一起編譯。

那printk函數(shù)的地址問題怎么解決呢？答案是用EXPORT_SYMBOL宏將printk導(dǎo)出即可。

EXPORT_SYMBOL導(dǎo)出符號(hào)

大致原理：利用EXPORT_SYMBOL宏生成一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)并放在ELF文件的一個(gè)特定段中，在內(nèi)核的啟動(dòng)過程中，會(huì)將符號(hào)的確切地址填充到這個(gè)結(jié)構(gòu)的特定成員中。

模塊加載時(shí)，加載程序?qū)⑷ヌ幚砦礇Q符號(hào)，在特殊段中搜索符號(hào)的名字，如果找到，則將獲得的地址填充在被加載模塊的相應(yīng)段中，這樣符號(hào)的地址就可以確定。

使用這種方式處理未決符號(hào)，其實(shí)相當(dāng)于把鏈接的過程推后，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)鏈接，和普通的應(yīng)用程序使用共享庫函數(shù)的道理是類似的?？梢园l(fā)現(xiàn)，內(nèi)核將會(huì)有大量的符號(hào)導(dǎo)出，為模塊提供了豐富的基礎(chǔ)設(shè)施。

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內(nèi)核模塊依賴

通常情況下，一個(gè)模塊只使用內(nèi)核導(dǎo)出的符號(hào)，自己不導(dǎo)出符號(hào)。但是如果一個(gè)模塊需要提供全局變量或函數(shù)給另外的模塊使用，那么就需要將這些符號(hào)導(dǎo)出。

這在一個(gè)驅(qū)動(dòng)調(diào)用另一個(gè)驅(qū)動(dòng)代碼時(shí)比較常見，這樣模塊和模塊之間就形成了依賴關(guān)系，使用導(dǎo)出符號(hào)的模塊將會(huì)依賴于導(dǎo)出符號(hào)的模塊。

舉個(gè)具體的例子，下面是兩個(gè)C文件，vser.c調(diào)用了dep.c中的變量和函數(shù)：

vser.c

dep.c

Makefile關(guān)鍵處：

上述代碼中，dep.c定義了一個(gè)變量expval和一個(gè)函數(shù)expfun，并分別用EXPORT_SYMBOL和EXPORT_SYMBOL_GPL導(dǎo)出。而vser.c里則調(diào)用了dep.c的變量和函數(shù)，編譯安裝后：

從輸出信息中可以看到，vser.c正確引用到了dep.c的變量和函數(shù)。

這里有三點(diǎn)重要說明：

• 如果使用insmod命令加載模塊，則必須先加載dep模塊，再加載vser模塊。

因?yàn)関ser模塊用到了dep模塊的東西。從這里可以看出，modprobe命令優(yōu)于insmod命令的地方在于其可以自動(dòng)加載被依賴的模塊。而這又要?dú)w功于depmod命令，depmod命令會(huì)生成模塊的依賴信息，保存在/lib/modules/5.10.111-64-generic/modules.dep文件中。其中，5.10.111-64-generic是內(nèi)核源碼版本。查看該文件可以發(fā)現(xiàn)vser模塊所依賴的模塊。

兩個(gè)模塊存在依賴關(guān)系，如果分別編譯兩個(gè)模塊，會(huì)出現(xiàn)類似下面的警告信息，并且即便加載順序正確，加載也不會(huì)成功:

這是因?yàn)樵诰幾gvser模塊時(shí)在內(nèi)核的符號(hào)表中找不到expval和expfun的項(xiàng)，而vser模塊又完全不知道dep模塊的存在。

解決這個(gè)問題的方法是將兩個(gè)模塊放在一起編譯，或者將dep模塊放在內(nèi)核源碼中，先在內(nèi)核源碼下編譯完所有的模塊，再編譯vser模塊。

• 卸載模塊時(shí)要先卸載vser模塊，再卸載dep模塊，否則會(huì)因?yàn)閐ep模塊被vser模塊使用而不能卸載。

內(nèi)核將會(huì)創(chuàng)建模塊依賴關(guān)系的鏈接，只有當(dāng)依賴于這個(gè)模塊的鏈表為空時(shí)，模塊才能被卸載.

原文作者：嵌入式Linux充電站