ubuntu9.10 可加载内核模块和字符设备驱动实验代码及实验报告

在Linux系统中，可加载内核模块（Loadable Kernel Module, LKM）是实现系统功能扩展的一种重要方式。Ubuntu 9.10 使用的是Linux内核2.6.31，这个版本的内核支持动态加载和卸载模块，使得开发者无需重新编译整个内核就能添加或移除特定功能。本实验主要涉及两个核心概念：可加载内核模块和字符设备驱动，这两个概念是Linux内核编程的基础。 我们来看可加载内核模块。LKM允许用户在运行时将新的功能模块插入到内核，或者移除不再需要的模块。这样做有两大优势：一是灵活性，二是资源优化。当系统需要某一特定功能时，可以加载对应的模块；当功能不再使用时，可以卸载以节省内存。编写LKM的基本步骤包括定义模块初始化函数、退出函数，以及包含必要的头文件。在实验中，你可能会遇到如`init_module`和`cleanup_module`这样的函数，它们分别对应模块的加载和卸载操作。 字符设备驱动是操作系统与硬件之间通信的桥梁。在Linux中，字符设备通常以一对一的方式与硬件接口进行交互，如串口、键盘等。字符设备驱动程序负责处理设备的打开、关闭、读写等操作。在Ubuntu 9.10下的实验中，你可能需要创建一个简单的字符设备驱动，包括注册和注销设备节点，以及实现基本的设备操作函数，如`read`、`write`、`open`和`release`。 实验代码通常会包含以下几个部分： 1. **模块头文件声明**：使用`<linux/module.h>`等头文件声明模块的基本结构。 2. **设备驱动头文件**：如`<linux/chardev.h>`，用于声明字符设备驱动的相关函数原型。 3. **设备定义**：定义设备的主设备号和次设备号，以及设备结构体。 4. **设备操作函数**：实现`read`、`write`等操作，处理与设备的交互。 5. **模块初始化和清理函数**：`init_module`加载模块，`cleanup_module`卸载模块，这两个函数会在模块加载和卸载时被调用。 6. **模块参数**：可能包含一些可配置的参数，可以通过`module_param`声明并注册。 实验报告应该详细记录实验过程，包括编译、加载、测试和卸载模块的步骤，以及在过程中遇到的问题和解决方法。你可能需要使用`insmod`、`rmmod`命令来加载和卸载模块，使用`mknod`创建设备节点，并通过`cat`、`echo`等命令与设备进行交互。 通过这个实验，你可以深入理解Linux内核的工作原理，学习如何编写和管理内核模块，以及如何编写字符设备驱动，这对进一步学习嵌入式系统开发、系统编程等领域非常有帮助。同时，这也是对Linux系统底层运作机制的一次实践性探索。