Linux的内核模块.doc

实验5 Linux的内核模块邢卫 2008-11-12 修订实验目的学习如何编写Linux中的内核模块程序，如何安装和卸载；初步了解Linux内核模块的实现机理；学习虚拟文件系统。实验内容1. 学习内核模块的编写、编译、安装、使用、卸载过程2. 学习通过内核模块，增加虚拟文件系统 /proc的功能3. 学习虚拟文件系统的初步概念和使用4. 选做：通过阅读Linux内核源程序，学习Linux内核模块的实现机制实验步骤一、编写一个简单的内核模块 参阅边干边学第4.1.4节 1以stu帐号或者root帐号，创建模块helloworld1) 编辑 vi helloworld.cl 在源程序中增加一行：MODULE_LICENSE(GPL);2) 编译 gcc DMODULE c helloworld.c2以root帐号完成模块的安装和卸载1) 查看系统中现有的内核模块的安装情况使用 lsmod 或者 cat /proc/modules 命令2) 安装内核模块insmod helloworld.o若遇到版本不匹配问题，可使用 insmod -f helloworld.o3) 查看内核模块的安装情况，验证安装成功4) 卸载内核模块 rmmod helloworld5) 再次查看内核模块的安装情况，验证卸载成功二、通过内核模块在 /proc文件系统中增加应用 参阅边干边学第4.3.2节 1以stu帐号或者root帐号，创建模块proc_example1) 编辑 vi proc_example.cl 第15行，修改为：#define FOOBAR_LEN 255l 第197行，修改为：MODULE_LICENSE(GPL);2) 编译gcc DMODULE D_KERNEL_ I/usr/src/linux/include c proc_example.c2以root帐号完成模块的安装和卸载，以stu帐号完成使用1) （以root帐号）准备工作：确认内核源代码目录树中存在恰当的头文件# cd /usr/src# tar zxvf linux-2.4.18.tar.gz# cd linux# make config均选缺省选项（一直“回车”）2) 查看系统中现有的内核模块的安装情况使用 lsmod 或者 cat /proc/modules 命令3) （以root帐号）安装内核模块insmod proc_example.o若遇到版本不匹配问题，可使用 insmod -f proc_example.o4) 查看内核模块的安装情况，验证安装成功5) 使用 /proc/proc_example 中的虚拟文件l cd /procl 使用 ls l 验证存在 proc_example目录l cd proc_examplel 使用 ls l 验证存在foo，bar，jiffies等文件l 使用cat foo和cat bar命令查看文件内容l （以root帐号）使用vi foo命令修改foo文件内容，注意文件总大小不要超过200字节长度l 再次使用cat foo命令查看foo文件内容l 反复使用cat jiffies命令查看jiffies文件内容，注意观察系统时钟的变化l 其他你认为合适的操作6) （以root帐号）卸载内核模块 rmmod proc_example7) 再次查看内核模块的安装情况，验证卸载成功8) 验证 /proc目录下，proc_example目录及其文件均已消失三、（选做）课外预习或课后自学边干边学第4章“内核模块”参考资料l 边干边学第4章，“内核模块”l 边干边学第1.2节，“查看Linux内核状况”附：源程序边干边学（2002年8月第1版），第4.1.4节，helloworld.c#include MODULE_LICENSE(GPL);int init_module(void)printk(Hello, world!n);return 0;void cleanup_module(void)printk(goodbye!n);边干边学（2002年8月第1版），第4.3.2节，proc_example.c/* proc_example.c*/#define _NO_VERSION_#include #include #include #include #include #include #define MODULE_VERSION 1.0#define MODULE_NAME proc_example#define FOOBAR_LEN 255/ 8struct fb_data_t char nameFOOBAR_LEN + 1; char valueFOOBAR_LEN + 1;static struct proc_dir_entry *example_dir, *foo_file, *bar_file;static struct proc_dir_entry *jiffies_file, *tty_device, *symlink;struct fb_data_t foo_data, bar_data;static int proc_read_jiffies(char *page, char *start, off_t off, int count, int *eof, void *data) int len; MOD_INC_USE_COUNT; len = sprintf(page, jiffies = %ldn, jiffies); MOD_DEC_USE_COUNT; return len;static int proc_read_foobar(char *page, char *start, off_t off, int count, int *eof, void *data) int len; struct fb_data_t *fb_data = (struct fb_data_t *)data; MOD_INC_USE_COUNT; len = sprintf(page, %s = %sn, fb_data-name, fb_data-value); MOD_DEC_USE_COUNT; return len;static int proc_write_foobar(struct file *file, const char *buffer, unsigned long count, void *data) int len; struct fb_data_t *fb_data = (struct fb_data_t *)data; MOD_INC_USE_COUNT; if(count FOOBAR_LEN) len = FOOBAR_LEN; else len = count; if(copy_from_user(fb_data-value, buffer, len) MOD_DEC_USE_COUNT; return -EFAULT; fb_data-valuelen = 0; MOD_DEC_USE_COUNT; return len;int init_module() int rv = 0; /* create the directory */ example_dir = proc_mkdir(MODULE_NAME, NULL); if(example_dir = NULL) rv = -ENOMEM; goto out; example_dir-owner = THIS_MODULE; /* create the read-only file jiffies */ jiffies_file = create_proc_read_entry(jiffies, 0444, example_dir, proc_read_jiffies, NULL); if(jiffies_file = NULL) rv = -ENOMEM; goto no_jiffies; jiffies_file-owner = THIS_MODULE; /* create file foo and bar */ foo_file = create_proc_entry(foo, 0644, example_dir); if(foo_file = NULL) rv = -ENOMEM; goto no_foo; strcpy(foo_, foo); strcpy(foo_data.value, foo); foo_file-data = &foo_data; foo_file-read_proc = proc_read_foobar; foo_file-write_proc = proc_write_foobar; foo_file-owner = THIS_MODULE; bar_file = create_proc_entry(bar, 0644, example_dir); if(bar_file = NULL) rv = -ENOMEM; goto no_bar; strcpy(bar_, bar); strcpy(bar_data.value, bar); bar_file-data = &bar_data; bar_file-read_proc = proc_read_foobar; bar_file-write_proc = proc_write_foobar; bar_file-owner = THIS_MODULE; /* create device file tty */ tty_device = proc_mknod(tty, S_IFCHR | 0666, example_dir, MKDEV(5, 0); if(tty_device = NULL) rv = -ENOMEM; goto no_tty; tty_device-owner = THIS_MODULE; /* create link file jiffies_too */ symlink = proc_symlink(jiffies_too, example_dir, jiffies); if(symlink = NULL) rv = -ENOMEM; goto no_symlink; symlink-owner = THIS_MODULE; /* all creation are sucessful */ printk(KERN_INFO %s %s initialisedn, MODULE_NAME, MODULE_VERSION); return 0;/* error handling */no_symlink: remove_proc_entry(tty, example_dir);no_tty: remove_proc_entry(bar, example_dir);no_bar: remove_proc_entry(foo, example_dir);no_foo: remove_proc_entry(jiffies, example_dir);no_jiffies: remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL);out: return rv;void cleanup_module() remove_proc_entry(jiffies_too, example_dir); remove_proc_entry(tty, example_dir); remove_proc_entry(bar, example_dir); remove