内核模块编译实践

实验目的

一、  理解模块原理

二、  编写模块代码

三、  编译模块

四、  加载模块

五、  测试模块

六、  卸载模块

实验步骤

一、实验原理

Linux模块是一些能够做为独立程序来编译的函数和数据类型的集合。之因此提供模块机制，是由于Linux自己是一个单内核。单内核因为全部内容都集成在一块儿，效率很高，但可扩展性和可维护性相对较差，模块机制可弥补这一缺陷。

Linux模块能够经过静态或动态的方法加载到内核空间，静态加载是指在内核启动过程当中加载；动态加载是指在内核运行的过程当中随时加载。

一个模块被加载到内核中时，就成为内核代码的一部分。模块加载入系统时，系统修改内核中的符号表，将新加载的模块提供的资源和符号添加到内核符号表中，以便模块间的通讯。

二、编写模块代码

模块构造函数：

执行insmod或modprobe指令加载内核模块时会调用的初始化函数。函数原型必须是module_init()，括号内是函数指针

模块析构函数：

执行rmmod指令卸载模块时调用的函数。函数原型是module_exit()

模块许可声明：

函数原使用的许可证，否则在加载时它会提示该模块污染内核。通常会写GPL。

模块参数（可选）

模块导出符号（可选）

模块做者信息声明（可选）

头文件module.h，必须包含此文件；

头文件kernel.h，包含经常使用的内核函数；

头文件init.h包含宏_init和_exit，容许释放内核占用的内存。

 

编写一个helloword向内核输出，代码以下：

 

 

而后uname -r 查看本身的内核版本

据此编写本身的Makefile

obj-m：后面接要编译的文件名.o，CURRENT_PATH是当前路径，LINUX_KERNEL_PATH是前面查到的所使用内核的路径，

make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile，

M=$(CURRENT_PATH) 代表返回到当前目录继续执行当前的Makefile。

 

而后执行make

可见在当前目录下生成了printname.ko文件

随后加载模块：

输入命令：sudo insmod printname.ko

模块加载成功，由于模块使用的输出是直接输出到内核缓存，可使用dmesg查看相关信息

而后可使用sudo rmmod printname.ko

再次查看显示模块已退出

利用模块还能够实现一些较为复杂的功能，由于能力问题，我借用了学长的代码，功能是打印当前进程信息，代码以下：

而后须要把Makefile中的文件名修改为本文件名，其他不变

加载和卸载过程同printname同样，再也不赘述。

 

实验总结

本次实验相较上次，操做难度有所减小，但那是创建在使用前人代码的前提下，模块代码的编写与普通C语言很是相似，但又不尽相同，本次实践使用输出函数再也不是printf而是printk与KERN_INFO的组合，输出也并不是显示在屏幕上而是在内核信息中。距离独立编写出具备复杂功能的内核模块代码还有很长的距离。