內核模塊編譯實踐

實驗目的

一、  理解模塊原理

二、  編寫模塊代碼

三、  編譯模塊

四、  加載模塊

五、  測試模塊

六、  卸載模塊

實驗步驟

一、實驗原理

Linux模塊是一些能夠做爲獨立程序來編譯的函數和數據類型的集合。之因此提供模塊機制，是由於Linux自己是一個單內核。單內核因爲全部內容都集成在一塊兒，效率很高，但可擴展性和可維護性相對較差，模塊機制可彌補這一缺陷。

Linux模塊能夠經過靜態或動態的方法加載到內核空間，靜態加載是指在內核啓動過程當中加載；動態加載是指在內核運行的過程當中隨時加載。

一個模塊被加載到內核中時，就成爲內核代碼的一部分。模塊加載入系統時，系統修改內核中的符號表，將新加載的模塊提供的資源和符號添加到內核符號表中，以便模塊間的通訊。

二、編寫模塊代碼

模塊構造函數：

執行insmod或modprobe指令加載內核模塊時會調用的初始化函數。函數原型必須是module_init()，括號內是函數指針

模塊析構函數：

執行rmmod指令卸載模塊時調用的函數。函數原型是module_exit()

模塊許可聲明：

函數原使用的許可證，否則在加載時它會提示該模塊污染內核。通常會寫GPL。

模塊參數（可選）

模塊導出符號（可選）

模塊做者信息聲明（可選）

頭文件module.h，必須包含此文件；

頭文件kernel.h，包含經常使用的內核函數；

頭文件init.h包含宏_init和_exit，容許釋放內核佔用的內存。

 

編寫一個helloword向內核輸出，代碼以下：

 

 

而後uname -r 查看本身的內核版本

據此編寫本身的Makefile

obj-m：後面接要編譯的文件名.o，CURRENT_PATH是當前路徑，LINUX_KERNEL_PATH是前面查到的所使用內核的路徑，

make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) 指明跳轉到內核源碼目錄下讀取那裏的Makefile，

M=$(CURRENT_PATH) 代表返回到當前目錄繼續執行當前的Makefile。

 

而後執行make

可見在當前目錄下生成了printname.ko文件

隨後加載模塊：

輸入命令：sudo insmod printname.ko

模塊加載成功，由於模塊使用的輸出是直接輸出到內核緩存，可使用dmesg查看相關信息

而後可使用sudo rmmod printname.ko

再次查看顯示模塊已退出

利用模塊還能夠實現一些較爲複雜的功能，由於能力問題，我借用了學長的代碼，功能是打印當前進程信息，代碼以下：

而後須要把Makefile中的文件名修改爲本文件名，其他不變

加載和卸載過程同printname同樣，再也不贅述。

 

實驗總結

本次實驗相較上次，操做難度有所減小，但那是創建在使用前人代碼的前提下，模塊代碼的編寫與普通C語言很是相似，但又不盡相同，本次實踐使用輸出函數再也不是printf而是printk與KERN_INFO的組合，輸出也並不是顯示在屏幕上而是在內核信息中。距離獨立編寫出具備複雜功能的內核模塊代碼還有很長的距離。