Linux 内核编程是一项非常适合那些喜欢操作系统和底层编程的开发者的工作。然而，开发人员在编写内核模块时会遇到许多挑战，其中一个主要挑战是处理内核模块参数。为了帮助开发人员更好地处理内核模块参数，Linux 提供了一个叫做“module_param”的工具。

本文将讨论如何使用“module_param”来配置内核模块参数。我们将探讨如何在内核模块中定义参数、如何使用参数以及如何将参数值传递给内核模块。我们还将详细介绍如何使用“module_param”工具来定义、注册和使用内核模块参数。

什么是内核模块参数？

内核模块参数是用于配置内核模块行为的变量。例如，在内核模块中，你可能需要为模块提供一些额外的配置选项，以便更好地控制模块行为，例如：文件系统缓存大小、文件系统挂载选项、网卡缓冲区大小等等。

内核模块参数的设置通常是通过命令行或配置文件进行的。使用命令行可以更轻松地修改参数值，而使用配置文件则能够更好地将内核模块配置集中管理。Linux 内核提供了一种机制来处理和管理内核模块参数，这就是“module_param”。

module_param的基础知识

“module_param”是一个内核函数，用于在内核模块中定义、注册和使用参数。module_param定义参数名、参数类型和默认值等信息，以便内核模块能够正确地解析和使用这些参数。

以下是如何使用module_param声明一个内核模块参数名为“buffer_size”的例子：

```

#include

#include

int buffer_size = 1024;

module_param(buffer_size, int, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);

```

这个代码块声明了类型为整数的参数“buffer_size”，初始值为1024。第三个参数是一个权限位集，它指定了文件系统用户、用户组和其他用户对参数的访问权限。

module_param提供了两种参数类型：简单参数和数组参数。

简单参数类型是指仅定义一个值的内核模块参数。

数组参数类型是指一个参数对应多个值数组的内核模块参数。对于数组参数，module_param_array函数可以使用类似于module_param函数的语法来定义、注册和使用这些参数。

```

#include

#include

#define MAX_COUNT 100

int counts[MAX_COUNT] = {0};

int count_size = 3;

module_param_array(counts, int, &count_size, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);

```

上述代码中，定义了一个名为“counts”的数组，数组长度为MAX_COUNT，初始值为0。同时，我们定义了一个名为“count_size”的简单参数，它指定了要使用多少个数组元素。它的默认值为3。

在模块初始化时，必须注册内核模块参数。这可以在module_init函数中完成。这个函数将为模块注册内核模块参数，以确保内核模块可以创建和访问这些参数。

```

int __init my_module_init(void)

{

/*....*/

return 0;

}

module_init(my_module_init);

```

使用 module_param 和 module_param_array 更新参数

在内核模块中更新内核模块参数的值要比传递命令行参数更加困难。详细了解模块参数的不同使用情况并遵循最佳实践可确保代码可靠地更新参数。

简单参数：

如何使用 module_param 实时更新参数？

要在内核模块中使用 module_param 动态地更改参数值，可以使用 sysfs 接口来进行。

sysfs 是 Linux 内核提供的一个用户空间接口，它允许在内核空间和用户空间之间共享数据。

通过 sysfs 接口，内核模块可以将内核模块参数的值暴露给用户空间，并允许用户空间更改参数值。sysfs 目录名通常由内核模块提供。

sysfs 可以像文件系统层次结构一样组织。sysfs 提供了一组函数来创建、修改和删除 sysfs 目录项，在目录项上处理读取和写入操作的方法。

例如更新参数：

```

#include

#include

#include

static struct kobject *my_kobject;

static int buffer_size = 1024;

module_param(buffer_size, int, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);

static ssize_t show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)

{

return sprintf(buf, "buffer size: %d\n", buffer_size);

}

static ssize_t store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, const char *buf, size_t count)

{

sscanf(buf, "%d", &buffer_size);

return count;

}

static struct kobj_attribute buffer_size_kobj =

__ATTR(buffer_size, 0664, show, store);

static int __init my_module_init(void)

{

int ret;

my_kobject = kobject_create_and_add("my_dir", kernel_kobj);

if (!my_kobject)

{

return -ENOMEM;

}

ret = sysfs_create_file(my_kobject, &buffer_size_kobj.attr);

if (ret)

{

kobject_put(my_kobject);

return ret;

}

/*...*/

return 0;

}

static void __exit my_module_exit(void)

{

sysfs_remove_file(my_kobject, &buffer_size_kobj.attr);

kobject_put(my_kobject);

/*...*/

}

module_init(my_module_init);

module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("Author");

MODULE_DESCRIPTION("An example module for module parameters");

```

在这个例子中，模块创建了一个名为“my_dir”的 kobject 目录。该目录包含来自“buffer_size”内核模块参数的单个文件。

show() 函数在读取文件时显示参数值。“store()”函数在写入时更新参数值。

最后，模块使用 kernel_kobj（可用作所有 kobject 目录的基础）通过 kernel_kobj 将“my_dir”目录添加到内核空间。通过 kernel_kobj，模块可以访问根kobject目录。最终，模块在 exit 函数中通过 sysfs_remove_file 和 kobject_put 删除了“buffer_size”文件和“my_dir”目录。

数组参数：

内核模块数组参数的处理方法有很多比较复杂的情况，而最常见的方式是使用标志位。

标志位是一种特殊的变量，用于在代码中控制某些特定的选项或行为。在内核模块数组参数中，标志位用于指定数组中的有效元素数。

例如，以下代码是一个带有数组参数的内核模块：

```

#define MAX_COUNT 100

int counts[MAX_COUNT] = {0};

int count_size = 3;

module_param_array(counts, int, &count_size, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);

```

该代码定义一个名为“counts”的数组，初始长度为MAX_COUNT。然后声明一个名为“count_size”的简单参数，该参数指定了要使用多少个数组元素。将参数指针作为该函数的第三个参数传递是一个必需条件。参数的返回值是当前要使用的数组元素数。

在代码中，可以使用 count_size 变量来控制有效元素数：

```

#define MAX_COUNT 100

int counts[MAX_COUNT] = {0};

int count_size = 3;

module_param_array(counts, int, &count_size, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);

static int __init my_module_init(void)

{

int i;

/* Print array elements */

for (i = 0; i < count_size; ++i)

{

printk(KERN_INFO"%d: Count = %d\n", i, counts[i]);

}

/*...*/

return 0;

}

```

此模块在加载时打印数组的前三个元素。

总结

内核模块参数是用于控制内核模块行为的变量。在 Linux 内核中，使用“module_param”工具定义、管理和处理内核模块参数变得更容易。

本文介绍了如何使用“module_param”工具来定义、注册和使用内核模块参数。我们还讨论了如何在内核模块中实时更新内核模块参数的值。

使用 module_param 和 module_param_array 来定义内核模块参数可以极大地简化内核模块的开发。使用这些工具，开发人员能够更好地控制内核模块行为，并使其更具可配置性。