从 2.4 到 2.6：Linux 内核可装载模块机制.pdf

从2.4到2.6：深入解析Linux内核可装载模块机制的演变及其对设备驱动的影响 在Linux操作系统的发展历程中，内核版本从2.4升级至2.6，这一过程不仅标志着性能和稳定性的显著提升，还伴随着内核架构的重大调整，特别是可装载模块（Loadable Kernel Modules, LKMs）机制的变化。本文旨在深入探讨从2.4到2.6版本之间Linux内核可装载模块机制的演进，及其对设备驱动开发的影响。 ### 获取内核版本 当设备驱动程序需要跨不同内核版本运行时，了解正在使用的内核版本至关重要。Linux内核通过`linux/version.h`中的`LINUX_VERSION_CODE`宏来表示内核版本的二进制形式，以及`KERNEL_VERSION(major,minor,release)`宏用于构造该二进制版本号。为了确保代码的兼容性，开发者通常采用条件编译的方式，根据`LINUX_VERSION_CODE`的值选择不同的代码路径。例如： ```c #include <linux/version.h> #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,0) #define LINUX26 #endif #ifdef LINUX26 /* code for 2.6 kernel */ #else /* code for 2.4 kernel */ #endif ``` ### 内核模块机制的改变 #### 模块编译 在2.4版本中，模块编译仅依赖于内核源码头文件，且编译后的模块以`.o`为扩展名。而在2.6版本中，模块编译需要已配置的完整内核源码，生成的模块则以`.ko`为扩展名。此外，2.6版本的模块编译流程更为复杂，它会先切换至内核源码目录读取顶层的Makefile，然后返回模块源码所在目录进行编译。 #### Makefile的差异 2.4版本的模块Makefile与普通用户程序的Makefile在结构和语法上基本一致，但需在CFLAGS中定义特定的宏，如`-D__KERNEL__`和`-DMODULE`，以指定内核头文件目录。相比之下，2.6版本的模块Makefile采用了更复杂的kbuild系统，使得编译流程更加标准化，同时也简化了模块的构建过程。 ### 模块输出的内核符号 2.4内核与2.6内核在模块输出内核符号方面也存在区别。在2.6版本中，内核提供了更完善的符号输出机制，允许模块通过`EXPORT_SYMBOL`宏暴露函数供其他模块调用，这增强了模块间的互操作性和重用性。 ### 命令行输入参数 2.6内核引入了模块参数的概念，允许在加载模块时通过命令行传递参数，为模块提供了更大的灵活性。这在设备驱动中尤为重要，因为它允许系统管理员在不重新编译模块的情况下调整驱动行为。 ### 许可证声明 2.6内核加强了对许可证的声明，要求模块必须明确声明其遵循的许可证类型，通常是GPL或LGPL，以确保模块与内核的兼容性。 ### 结论 从2.4到2.6，Linux内核的可装载模块机制经历了重大改革，涉及模块编译、符号输出、命令行参数处理等多个方面。这些变化不仅提升了内核的灵活性和稳定性，还对设备驱动开发者提出了新的挑战。为了确保驱动的跨版本兼容性，开发者需熟练掌握不同内核版本下的模块机制，并灵活运用相应的编码技巧。 理解并适应这些变化是设备驱动开发不可或缺的一部分，它不仅能够帮助开发者构建出高效、稳定的驱动程序，还能促进Linux生态系统整体的繁荣与发展。