Linux 内核编程实验报告4

Linux内核分析实验报告

实验题目：动态模块设计实验

实验目的：学习模块，模块式linux特有的一种机制。模块可以动态地增加内核的功能。编写模块，将它作为linux内核空间的扩展。

硬件环境：内存1G以上

软件环境：Linux（Ubuntu） 2-6

实验步骤：

一：实验原理简介：

模块一旦被转载进系统，就会在系统态下运行。如果模块知道系统的数据结构地址，就可以读写相应的数据结构。模块作为一种抽象的数据类型，他有一个可以通过静态内核中断的接口。加入模块的每个新函数必须在该模块被装载到内核时进行注册。如果模块式静态装载的，加入模块的所有函数在内核启动时候进行注册。如果是动态装载的，必须在装载这个模块时候动态注册。注册工作在init_module() 中完成，注销工作是在cheanup_module()中完成。

对于模块的使用有两种方式。一种是设备驱动程序，一种是/proc文件。

本实验中要求从当前进程开始，首先追溯到init进程，显示出一路上经历的所有进程的进程号，进程名。然后从init进程开始，遍历所有的进程，显示进程名与进程号。前者主要是用到一个while循环，判断当前进程进程号是否是1，后者主要是用到一个宏定义for_each_process，遍历所有的进程。

二：主要数据结构：

1./proc下的文件（目录）结构：

struct proc_dir_entry {

unsigned int low_ino; /*目录入口的imod节点号 */

unsigned short namelen; /*节点名长度*/

const char *name; /*节点名*/

mode_t mode; /*节点的类型和权限*/

nlink_t nlink; /*节点的连接数*/

uid_t uid; /*拥有该节点的用户uid*/

gid_t gid; /*g拥有该节点的组gid*/

loff_t size;

/*节点的限制大小，除非限制长度，否则为 0*/ struct inode_operations * proc_iops;

/*对该节点的操作*/

const struct file_operations * proc_fops;

/*对该文件的操作*/

get_info_t *get_info; /*如果定义，当有读操作时候调用*/

struct module *owner; /*拥有该模块的用户*/

struct proc_dir_entry *next, *parent, *subdir;

/*节点间的关系，初始为NULL*/

void *data; /*节点对应文件的内容*/

read_proc_t *read_proc; /*读操作函数*/

write_proc_t *write_proc; /*写操作函数*/

atomic_t count; /* 节点引用计数 */ int deleted; /* 节点删除标志 */ void *set;

};

其中几个属性的设置为：

owner=THIS_MODULE;

data 指向文件数据区，自己定义

read_proc 指向读操作处理函数

write_proc 指向写操作处理函数

三：主要函数介绍

1：系统函数

（1）init_module()

函数说明：系统调用装载模块

（2）cleanup_module()

函数说明：清除模块。

（3）int sprintf(string format, mixed [args]...)

函数说明：将args各个函数的参数整合到format字符串中。

四：程序流程：

进程初始化过程当中，我们将进程的信息，整合到mydata 数据结构当中，然后输出：

具体内容包括：

从当前进程开始向上遍历，直至进程号为1结束（81行—85行）：

用宏调用for_each_process从init开始逐个遍历进程，同样的方式将将进程的信息追加到mydata数据结构。（90行

—95行）

(见图3--1)

（图3--1）

五：结果检测：

编译模块：进入程序所在的目录，键入make命令

安装模块：sudo install shiyan.ko

测试结果：lsmod

显示结果是

正确，说明模块被正确加载

进入/proc/mydir下查看myfile文件内容：

结果见图3--2

（图3—2 ）

（正确）

结论分析与体会：

模块是系统中一个重要的组成部分，其中涉及到设备驱动的相关内容，本试验的内容相对比较简单，但是却为以后的实验，甚至将来的内核编程奠定的基础。

附：程序源代码

/******************************************************************** *****

**

/******************************************************************** *******

main.c - description

begin : 4 4 21:01:11 CST 2003

copyright : (C) 2003 by 张鸿烈

Function : 编写创建proc文件系统的模块,该程序创建在/proc目录下

: 创建mydir目录, 在mydir目录下创建保存当前的系统时间

jiffies值的文件 myfile,

********************************************************************* ******/

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define MODULE_NAME "Myproc"

#define MYDATA_LEN 8192

// 放用户空间传入的数据

struct my_proc_data{

char value[MYDATA_LEN];

};

struct my_proc_data mydata;

struct task_struct *task;

int count;

static struct proc_dir_entry *example_dir;

static struct proc_dir_entry *date_file;

static int param;

char temp[15];

module_param(param, int , 0644);

//读文件myfile 的读驱动函数

static int proc_read(char *page, char **start,off_t off,int count,int *eof,void *data ){

int len=0;

struct my_proc_data *mydatap = (struct my_proc_data *) data;

len+=sprintf(page,"%s%ld\n",mydatap->value,jiffies); //将字符串格