Linux内核基础——Linux内核基础编程

任务一、模块编程 子任务1、编写最简单的内核模块，并将其加载到内核中 hello.c #include #include #include static int init_hello(void) { printk(KERN_INFO Hello, World!\n); return 0; } static void cleanup_hello(void) { printk(KERN_INFO Goodbye, world!\n); } module_init(init_hello); module_exit(cleanup_hello); MODULE_LICENSE(GPL Linux内核基础编程主要涉及的是如何编写和管理内核模块，这是Linux系统开发中的一个重要环节。内核模块允许程序员将特定的功能动态地加载到内核中，以扩展或修改其功能，而无需重新编译整个操作系统。下面我们将深入探讨这个话题。 我们要了解Linux内核模块的基本结构。在提供的代码示例`hello.c`中，可以看到两个关键函数：`init_hello`和`cleanup_hello`。`init_hello`是初始化模块函数，在模块被`insmod`命令加载到内核时调用，用于执行模块启动时必要的设置。而`cleanup_hello`是清除模块函数，当模块通过`rmmod`命令卸载时调用，负责清理工作。在早期的Linux内核中，这两个函数需要命名为`init_module`和`cleanup_module`，但在2.4版本之后，可以通过`module_init`和`module_exit`宏来注册自定义的函数名，这样提高了代码的可读性和灵活性。 `module_init`和`module_exit`宏分别定义在`linux/init.h`头文件中，它们的作用是告诉内核在何时调用这些特定的函数。`init_hello`函数返回0表示成功，非0则表示失败。`cleanup_hello`函数没有返回值，因为它只需要完成清理任务。 `MODULE_LICENSE`、`MODULE_AUTHOR`和`MODULE_DESCRIPTION`宏是用来提供模块的元数据，如许可证类型、作者信息以及模块的简短描述。在`hello.c`示例中，模块遵循GPL许可证，作者是"zjc"，并且描述为一个测试项目。 在编译内核模块时，通常会有一个`Makefile`文件来指导编译过程。在给出的`Makefile`中，`obj-m`变量添加了模块源文件`hello.o`，`all`目标用于编译模块，它调用了内核构建系统的`make`命令。`clean`目标则用于清理编译生成的临时文件。`make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD)`指令用于在当前目录(`$(PWD)`)下编译内核模块，`$(shell uname -r)`获取当前运行的内核版本号。 编译完成后，`hello.ko`是一个可加载的内核对象文件，可以直接用`insmod`命令加载到内核，或者使用`rmmod`命令卸载。通过`modinfo hello.ko`命令可以查看模块的详细信息，包括许可证、作者、描述等。 总结来说，Linux内核基础编程主要包括以下几个方面： 1. **模块编程**：编写包含初始化和清除函数的内核模块。 2. **宏注册**：使用`module_init`和`module_exit`宏注册初始化和清除函数。 3. **元数据定义**：通过`MODULE_LICENSE`、`MODULE_AUTHOR`和`MODULE_DESCRIPTION`宏定义模块信息。 4. **编译与加载**：编写`Makefile`进行模块编译，使用`insmod`和`rmmod`命令管理模块。 理解并掌握这些基本概念和操作，是进行Linux内核开发和调试的基础，有助于扩展和优化内核功能。