2022年Linux编程练习 .pdf

《2022年Linux编程练习 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年Linux编程练习 .pdf（11页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1简单的内核程序#include /* * Kernel program needs this head file */#include /* * the PCB task_struct structures is defined * in the */#include #include /* * LSM related definitions are in this head file */#include MODULE_LICENSE( GPL); MODULE_AUTHOR( YOUR NAME ); MODULE_DESCRIPTION( Kernel Study); /* exter

2、n int register_security(struct security_operations *ops); */* * Parameters of the module (the pid of the process to be modify) */intproc2check = 0; module_param( proc2check, int, S_IRUGO); charfilename256= 0; int secondary = 0; /* static inline int file_integrity_check_security(struct linux_binprm *

3、bprm) strcpy(filename, bprm-interp); printk(KERN_ALERT the file to be run is: %sn, filename); / To do: Add code about file integrity check here 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - return 0; */* static struct security_operations

4、 kernel_security_ops = .bprm_check_security = file_integrity_check_security, ; */staticint process_op (void) / * * Linux 所有进程用 struct list_head链接起来，构成双向循环链表。* 这里使用 prev、this、 temp和next对双向循环链表进行操作。*/ struct list_head *prev, *this, *next, *temp; /* * 双向循环链表中所链接起来的每一个PCB */ struct task_struct *proc; /*

5、 * 得到当前正在运行进程的双向链表链接结构tasks。* tasks定义为： struct list_head *tasks; */ this = (struct list_head *)&( current-tasks); /current是当前的进程temp = this; /将当前进程 PCB的tasks结构保存prev = this-prev; /得到当前运行进程的前一个链接进程PCB当中的 tasksnext = this-next; /得到当前运行进程的后一个链接进程PCB当中的 tasks/* * （1）开始遍历用tasks所链接起来的双向循环链表。查询指定PCB，并进行处理。

6、* （2）注意： container_of从tasks结构得到 tasks所在结构体的首地址*/ while(container_of(this, struct task_struct, tasks)-pid) != proc2check) printk(KERN_ALERT current pid is: %dn, container_of(this, structtask_struct, tasks)-pid); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11

7、页 - - - - - - - - - / 没有找到，则查询下一个双向循环链表节点prev = this; this = next; next = next-next; /* * temp 是前面存储的遍历起点。如果当前的节点与遍历起点相同，说明整个链表已经遍历* 完毕，跳出循环；否则继续遍历*/ if (this != temp) continue; elsebreak; /* *如果是因为没有找到proc2check所指定的进程，则打印：pid未找到*/ if (this = temp) printk(KERN_ALERT pid error!n ); return -1; /* * pr

8、int the state of the process identified by variable proc2check */ /* 根据当前的 this指针（ struct task_struct结构体内部的 struct list_head* tasks ）* 计算 this所在结构体的首地址，也就是pid为proc2check进程的 PCB首地址。*/ proc = container_of(this, struct task_struct, tasks); if (proc-state state = 0) printk(KERN_ALERT process with pid %d

9、 is currently runnable.n, proc2check ); elseprintk(KERN_ALERT process with pid %d is currently stopped.n , proc2check ); /* * delete the process from the task_struct 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - */ /* * 将pid为proc2check的进

10、程从双向循环链表当中删除*/ prev-next = next; next-prev = prev; printk(KERN_ALERT process with pid %d is deleted from the PCBn. , proc2check ); return 0; staticint hello_init(void) printk(KERN_ALERT Hello, world!n ); /* * Register LSM hooks if (register_security(&kernel_security_ops) printk(KERN_ALERT Failure re

11、gistering the LSM module!n); return -1; */process_op (); return 0; staticvoid hello_exit(void) printk(KERN_ALERT Goodbye, cruel world!n ); module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); 代码说明：（1）内核模块的参数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - -

12、- - - - - - - 参数可以使用module_param宏声明， 这个宏定义在 moduleparam.h 当中。module_param带3个参数：变量名、类型和权限。其形式为：module_param(变量名 , 类型 , 权限 )。宏应该放在任何函数的外面，放在接近源文件的头部。module_param 宏参数支持如下类型：bool、invbool（将真变假，假变真） 、charp（字符指针） 、int、long、short、uint、ulong、ushort 、数组。当使用数组的时候，数组值用逗号分开作为列表。最后的模块参数是一个访问权限，参见 。S_IRUGO可读不可改变；

13、S_IRUGO | S_IWUSR允许 root 改变参数。 注意：如果参数被sysfs改变了， 除非你的内核发现了改变，否则内核没有任何办法感知该改变。你很可能不应该设置内核模块参数可写，除非你准备探测这种改变并且相应作出调整。（2）task_struct数据结构。进程属性相关的域。包括： state, pid, flag, binfmt, exit_code and exit_signal, common(命令行调用时， 可执行文件的名字 ), ptrace(调用系统调用ptrace时置位 )等。进程调度相关的域。包括： prio, run_list, array( 优先级数组 ), sl

14、eep_avg, timestamp, interactive_credit, policy( 采用时间片轮转或者实时调度方式), cpus_allowed, time_slice 等。进程关系相关的域。包括： real_parent, prent, children, sibling, group_leader 等。进程证书相关的域。包括： uid和gid, euid和egid, suid和sgid, group_info 等。进程权能相关的域。将uid=0的权限进行分割。包括： cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted 等。进程限制相关的域

15、。包括： rlim( 资源限制 )等。进程文件系统或者地址空间相关的域。包括： fs, files, mm( 内存管理 ), active_mm( 最近最常访问的地址空间) （3）container_of函数。原型：#define container_of(ptr, type, member) ( const typeof( (type *)0)-member ) *_mptr = (ptr); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - -

16、 - - - - (type *)( (char *)_mptr - offsetof(type,member) );) 第一行：定义 containter_of 宏；第二行：强制类型转换将ptr转化为类型为type的结构体内部成员member的类型；第三行：计算 ptr所在结构体的首地址将ptr减掉它到结构体头部的偏移大小（offsetof(type, member)），即得到 ptr所在的结构体的首地址。（4）链表的构建。链表的创建：malloc函数使用；插入一个节点到链表；如何创建一个新链表：主要注意头结点是否为空的问题。链表的删除：如何删除一个节点；malloc/free 的配对使用；

17、链表的遍历单向链表的遍历；单向循环链表的遍历。作业：双向循环链表创建、插入、删除、遍历、销毁。（5）LSM 编写和 LSM 钩子类型。使用 register_security函数进行注册。所有的 lsm 钩子在： /usr/src/Linux 版本 /include /linux/security.h里面。可以从里面查询。钩子的类型有：task_struct 结构：代表任务（进程）linux_binprm 结构：代表程序super_block 结构：代表文件系统inode 结构：代表管道，文件，或者Socket套接字file 结构：代表打开的文件sk_buff 结构：代表网络缓冲区（包）net

18、_device 结构：代表网络设备kern_ipc_perm 结构：代表Semaphore 信号，共享内存段，或者消息队列msg_msg：代表单个的消息名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 task_struct结构的内容1 进程 PCB的具体定义具体在“includelinuxsched.h ” 。（1）上 www.kernel.org 下载 Linux 源码；（2）搜寻“struct task_struct

19、” ，可以找到task_struct 结构体的内容。这就是进程PCB的定义。2 本次用到了state。state 表示了当前进程的状态：-1 不可运行； 0 可以运行； 0停止运行。3 进程是通过双向循环链表struct list_head 链接起来的。struct list_head 结构可以在“includelinuxlist.h”当中找到。其定义如下：structlist_head structlist_head * next, *prev ; ; 它就是两个指针，一个前向指针，一个后项指针。在 task_struct 结构体内部用struct list_head tasks; 将所有进

20、程的PCB 链接起来，构成双向循环链表。4 PCB当中包含的信息参见 Linux 内核编程必读名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3Linux程序编写（1）下载最新的vim hdzfhdzf-desktop: sudo apt-get install vim （2）编写 vim 的配置文件hdzfhdzf-desktop: cd hdzfhdzf-desktop: ls a 找到名为 .vimrc的文件。如果没有，

21、则：hdzfhdzf-desktop: vi .vimrc 进入之后：先按i ，进入输入状态。注意：vim 在命令模式和输入模式之间转换。如果你当前是在输入模式，按两次ESC，则进入命令模式，此时你可以用“:+ 命令”的方式来输入编辑命令。如果此时是命令状态，你可以按i进入输入模式，从光标所在处进行输入；你也可以按“ A” ，从而从一行的末尾开始输入。这里按“ i ”或者“ A” ，进行输入：set nocompatible set sm set tabstop=4 set number 然后，按两次ESC，进入命令状态。按“:wq ”命令存盘退出。输入 exit退出 shell hdzfhd

22、zf-desktop: exit 启动一个新的shell，此时， vim 会自动运行 .vimrc 配置文件，按我们的配置进行运行。（3）进行第一个 .c 程序的编写#include “stdio.h”void main(void) printf(“hello world!n”);return; （4）编译第一个可执行程序（man gcc，或者找gcc使用手册）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 编译采用 gcc工

23、具。架设你前面的文件名为hello.c，则输入命令：hdzfhdzf-desktop: gcc g o hello hello.c 编译成功之后生成一个名为hello的文件。运行：hdzfhdzf-desktop: ./hello （5）调试工具。软件调试的艺术hdzfhdzf-desktop: gdb ./hello (gdb) list (gdb) break 5 (gdb) run (gdb) quit名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - -

24、 - - - - - - - 4Linux内核编译详细信息可见：http:/ /boot/vmlinuz- ：用于启动的压缩内核镜像, 它也就是 /arch/boot中的压缩镜像 . /boot/system.map- ：存储内核符号地址. /boot/initrd.img-：初始化RAM 硬盘时 , 用来存储挂载根文件系统所需的模块. /boot/grub/menu.lst：grub 的配置文件 . (不同的发行版中它可能位于不同位置. /lib/modules ：该目录包含了内核模块及其他文件. 注意 , modules 中一般会有多个目录: 系统自带的内核模块在这里, 你编译自己的内核模

25、块后, 它们也会被安装到这里. 不同的目录由内核版本号来区分. 即 modules 里目录的名称是内核版本号. (使用 $ uname -r 可知当前系统内核所用的模块位于哪个目录). /lib/modules/build：储存为该版本的内核编译新模块所需的文件. 包括Makefile, .config, module.symVers( 模块符号信息 ), 内核头文件 (位于 include/, include/asm/ 中) /lib/modules/kernel：储存内核目标文件(以.ko 为后缀 ). 它的目录组织和内核源代码中kernel 的目录组织相同. /lib/modules/中

26、： modules.alias 定义了模块别名定义. 模块加载工具使用它来加载相应的模块；modules.dep 定义了模块间的依赖关系；modules.symbols 指定符号属于哪个模块 . 这些文件都是文本文件, 可以查看它们. （2）验证签名。首先从 pgp 的服务器获取签名公匙, linux 内核包的公匙编号是0 x517D0F0E. 再利用 sign文件来验证 .bz2 压缩包的签名. 如果输出中有类似gpg: Good signature from Linux Kernel Archives Verification Key 的内容 , 说明该包是有效的. 后面给出的警告信息可以

27、忽略. $ gpg -keyserver -recv-keys 0 x517D0F0E $ gpg -verify linux-2.6.17.13.tar.bz2.sign linux-2.6.17.13.tar.bz2 （3）开始编译：首先构建编译环境：sudo apt-get install build-essential 找到具有Makefile的目录，以Linux2.6.36 内核为例（下同） ，该目录可能为：/usr/src/linux-2.6.36 ，命令如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心

28、整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - cd /usr/src/linux-2.6.36 配置内核： sudo make menuconfig make 相关命令$ make oldconfig : 基于已有的 .config 进行配置 , 若有新的符号, 它将询问用户. $ make defconfig : 按默认选项对内核进行配置(386 的默认配置是Linus 做的 ). $ make allnoconfig : 除必须的选项外, 其它选项一律不选. (常用于嵌入式系统). $ make clean : 删除生成的目标文件, 往往

29、用它来实现对驱动的重新编译. $ make mrproper : 删除包括 .config 在内的生成的目标文件. 可以查看内核源码树中的README和 Makefile 了解上述配置方法. make make modules make modules_install make install 进行安装修改启动项，拷贝启动文件：将“ /usr/src/linux 版本号 /arch/x86/boot/”目录下的bzImage 拷贝到“ /boot/ ”目录下。以2.6.36 版本为例（下同） ，命令为：sudo cp /usr/src/linux-2.6.36/arch/x86/boot/bz

30、Image /boot 利用“ mkinitramfs o /boot/initrd.img-版本号”命令生成Initrd 文件。命令为：sudo cp /usr/src/linux-2.6.36/initrd.img-2.6.36 /boot 更新 /boot/grub/menu.lst文件，加入新的启动菜单。利用 updatge-grub 更新 gurb。重新启动，选择启动菜单。进入后，利用uname r 命令查看当前内核版本号。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -