Loadable Kernel Moduleの作り方
LinuxのLoadable Kernel Moduleの作り方のHowTo。対象のカーネルバージョンは2.6。
1. SourceとMakefile
カーネルにLoad/Unloadできるだけの小モジュールを作ってみる。何処か適当なディレクトリに以下のようにソースとMakefileを作る。ソースとMakefileの中身は以下を参照。.tar.gzにまとめたファイルはこちらから。
xxxxxx/
Makefile - Makefile
small.c - モジュールのソース
1.1 Source
モジュールのソースコードのサンプルを以下に示す。
最低限必要なのは、モジュールがLoadされた時に呼び出される初期化ルーチン(smallmod_init_module())とモジュールがUnloadされる時に呼び出される後処理用ルーチン(smallmod_init_module())。これらのルーチンは、それぞれmodule_init(),module_exit()マクロで指定する。
初期化ルーチンの返り値はint型で、正常に処理が終了した場合は0を返す。
インクルードファイルはmodule_init,exit()用にmodule.hが必要。あと、カーネルのconfigが必要な場合はconfig.hをインクルードする。以下ではprintk()でメッセージを出力しているのでkernel.hもインクルードしている。
MODULE_DESCRIPTION,MODULE_AUTHOR,MODULE_LICENSEもちゃんと書いておくとよい。これらの情報はモジュール(*.ko)の.modinfoセクションに書き込まれる。
#include <linux/config.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
MODULE_DESCRIPTION("Small Test Module");
MODULE_AUTHOR("kztomita");
MODULE_LICENSE("GPL");
/* Moduleがロードされた時に呼び出される初期化ルーチン */
static int smallmod_init_module(void)
{
int error = 0;
/*
* 初期化処理を行なう
*/
printk("smallmod is loaded.\n");
/* エラーの場合 */
if (error)
return -ENODEV;
return 0;
}
/* Moduleがアンロードされたる時に呼び出される後処理 */
static void smallmod_cleanup_module(void)
{
printk("smallmod is unloaded.\n");
}
module_init(smallmod_init_module);
module_exit(smallmod_cleanup_module);
1.2 Makefile
Makefileのサンプルを以下に示す。このMakefileはsmall.cをコンパイルしてモジュールsmallmod.koを作成する。コンパイルは本Makefile単体では行なえず、カーネルソースツリーにあるMakefileを呼び出してカーネルモジュールコンパイルのルールを利用する。
obj-mには作成したいモジュールのファイル名を書く。拡張子は*.koではなく*.oなので注意。ここで指定したファイルが最終的にモジュール(*.ko)に変換される。
次にモジュールを構成するオブジェクトを指定する。指定するTarget名は<モジュール名>-obj。今回はobj-mにsmallmod.oを指定しているのでモジュール名はsmallmod。よって、smallmod-objにコンパイルするオブジェクト名を並べる。今回はソースがsmall.cだけなのでオブジェクトはsmall.oだけとなる。複数のソースをコンパイルする場合は、ここにオブジェクトを並べればよい。
今回のようにファイルが１つだけなら<モジュール名>-objのTargetは指定しなくてもよい。指定しなかった場合は、デフォルトのSuffix Ruleに従いsmallmod.cをコンパイルしに行く。今回例を示すためソースファイルをsmall.cに名前を変えている。
実際にコンパイルを行なう時はカーネルソースツリーのMakefileを使用する。引数に以下のものを指定する。
- -C Option: カーネルソースツリーのパスを指定する。実際にLoadingさせたいカーネルと同じバージョンのツリーである必要があるので注意。(*1)
- SUBDIRS:モジュールのソースがあるディレクトリを指定する。
- KBUILD_VERBOSE:コンパイル時のメッセージ出力を制御する。コンパイル時の実行コマンドをそのまま表示したい場合は1にすればよい。
- コンパイルTarget:modulesを指定する。
KERNELSRCDIR = /usr/src/linux
BUILD_DIR := $(shell pwd)
VERBOSE = 0
# モジュール名
obj-m := smallmod.o
# <モジュール名>-objs にモジュールを構成するオブジェクトの一覧を列挙する
smallmod-objs := small.o
all:
make -C $(KERNELSRCDIR) SUBDIRS=$(BUILD_DIR) KBUILD_VERBOSE=$(VERBOSE) modules
clean:
rm -f *.o
rm -f *.ko
rm -f *.mod.c
rm -f *~
2. コンパイル
ファイルのあるディレクトリでmakeを実行すればコンパイルできる。
モジュールのファイルはsmallmod.koファイル(Kernel 2.6のモジュールは拡張子がkoになる)。一緒に作成されているsmallmod.mod.cは、モジュールにカーネルバージョンなどを埋めこむ為のファイル。カーネルソースツリーのmake処理で勝手に生成される。
SourceでMODULE_DESCRIPTION()などで書き込んだ情報は以下のようにして確認できる。
#objdump smallmod.ko --full-contents --section=.modinfo smallmod.ko: ファイル形式 elf32-i386 セクション .modinfo の内容: 0000 64657363 72697074 696f6e3d 536d616c description=Smal 0010 6c205465 7374204d 6f64756c 65006175 l Test Module.au 0020 74686f72 3d6b7a74 6f6d6974 61006c69 thor=kztomita.li 0030 63656e73 653d4750 4c000000 00000000 cense=GPL....... 0040 7665726d 61676963 3d322e36 2e31342e vermagic=2.6.14. 0050 3320534d 50205045 4e544955 4d342067 3 SMP PENTIUM4 g 0060 63632d33 2e340064 6570656e 64733d00 cc-3.4.depends=.
3. Load/Unload
3.1 Load
モジュールをLoadする。(root権限で行なうこと)
/sbin/insmod smallmod.kolsmodでモジュールがLoadされていることを確認できる。
# /sbin/lsmod
Module Size Used by
smallmod 2176 0
ppp_deflate 5760 0
zlib_deflate 22552 1 ppp_deflate
<略>
dmesgでモジュールの初期化ルーチンのprintk()のメッセージが出力されているのが確認できる。
# dmesg
<略>
PPP generic driver version 2.4.2
PPP Deflate Compression module registered
smallmod is loaded.
3.2 Unload
モジュールのUnload。/sbin/rmmod smallmodモジュールが消えているのが確認できる。
# /sbin/lsmod Module Size Used by ppp_deflate 5760 0 zlib_deflate 22552 1 ppp_deflatedmesgで後処理ルーチンのメッセージが出力されているのが確認できる。
#dmesg
<略>
PPP generic driver version 2.4.2
PPP Deflate Compression module registered
smallmod is loaded.
smallmod is unloaded.