章添加最简单Linux内核模块.pptx

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1、熟练掌握基本的Linux内核模块开发框架和编译方法。熟练掌握Linux内核模块添加流程。理解Linux内核模块代码中的一些常见宏和参数。掌握Linux内核模块程序和应用程序的差异。深入理解操作系统为用户提供服务的方式、方法深入理解计算机程序的运行方式本章目标第1页/共16页实验1：添加一个简单的Linux内核模块（教材P.162)第12章 添加最简单的Linux内核模块第2页/共16页实验内容1.从教材提供的电子资源中找到或者按教材提示自己编写简单的Linux内核模块kello.c及其对应的Makefile文件2.编译、安装、删除该模块，查看该模块的安装位置、运行情况实验1：添加一个简单的Li

2、nux内核模块第3页/共16页实验要求1.通过阅读、执行kello.c及其对应的Makefile文件，理解Linux内核模块LKM的基本框架和运行方式、原理。2.对比kello.c和应用程序hello.c在编写、运行过程中的差异，理解操作系统为用户提供服务的方式、方法。3.结合操作系统知识，通过实验深入理解计算机程序在操作系统支持下的运行方式。实验1：添加一个简单的Linux内核模块第4页/共16页原理/背景用户态和内核态LKM基本框架、关键代码实验1：添加一个简单的Linux内核模块第5页/共16页实验1 添加一个简单的Linux内核模块实验背景和原理用户态与内核态应用程序调用操作系统服务完

3、成特定功能操作系统为应用程序提供服务应用程序工作在用户空间，为用户态操作系统模块工作在内核空间，为内核态C/C+应用程序的运行机制第6页/共16页实验1 添加一个简单的Linux内核模块实验背景和原理Linux内核模块LKM（Linux Kernel Module）Linux是单内核多模块的操作系统两种开发内核模块的方法静态开发LKMLKM具有如下特点：主要使用C语言编程，但也可以使用内联的汇编代码；LKM工作在内核空间，可以不受约束的运行，因此在一个LKM内部读者可以访问对应用程序屏蔽的内核数据结构、硬件设备等；LKM可以通过proc伪文件系统、内存映射、特定的系统调用函数等不同的机制实现内

4、核空间和用户空间的数据交换。这些机制将在后续章节陆续讲到。第7页/共16页实验1 添加最简单的Linux内核模块实验背景和原理1.LKM代码框架（教材P.157）/kello.c#include/for printk()int kello_init(void)printk(n Hello,students from SDUST!This is in kernel space!n);return0;void kello_exit(void)printk(n Goodbye now.students from SDUST!n);MODULE_AUTHOR(SDUSTOS);MODULE_LICEN

5、SE(GPL);module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);第8页/共16页实验1 添加最简单的Linux内核模块实验背景和原理2.LKM代码解释1）任何一个内核模块文件必须要有两个模块管理函数，即模块初始化函数和模块回收函数，其原型如下所示：int init_module(void);/模块初始化函数，在模块初始化时被调用void cleanup_module(void);/模块回收函数，在模块撤销时调用2）为了模块更高效地被加载、执行和撤销，尤其是内存的分配和回收，在文件最后需要作如下声明：module_init(init_module)

6、;/执行模块初始化函数module_exit(cleanup_module);/执行模块回收函数第9页/共16页实验1 添加最简单的Linux内核模块实验背景和原理3.LKM编译第一种是集成到内核、随内核一起编译；这种方法把开发完的内核文件放在Linux内核源代码相关目录下，随内核一起编译。缺点：耗时长；一旦代码有错，导致系统出现问题第二种则是单独编译、动态插入内核；把将开发的内核代码文件直接进行编译，然后使用命令动态插入内核或者从内核卸载。优点：编译速度快；单独调试代码缺点：每次系统启动后都需要再加载代码第10页/共16页实验1 添加最简单的Linux内核模块实验背景和原理3.LKM编译第二

7、种则是单独编译、动态插入内核；把将开发的内核代码文件直接进行编译，然后使用命令动态插入内核或者从内核卸载。ifneq($(KERNELRELEASE),)obj-m:=kello.o elseKDIR:=/lib/modules/$(shell uname-r)/buildPWD:=$(shell pwd)default:$(MAKE)-C$(KDIR)SUBDIRS=$(PWD)modules rm-r-f.tmp_versions*.mod.c.*.cmd*.o*.symvers endifMakefile完整代码完整代码 教材教材P.159内核编译需要内核编译需要Linux内核文件的支持

8、。内核文件的支持。/$(shell uname-r)/的作用编译命令：kello.c和Makefile存储目录下执行make第11页/共16页实验1 添加最简单的Linux内核模块总结应用程序应用程序Linux内核模块内核模块运行空间用户空间内核空间入口Mainmodule_init()指定出口无module_exit()指定编译gccMakefile链接ldinsmod运行直接运行insmod调试gdbkdebug,kdb,kgdb等表12.1 基于C语言的应用程序与内核模块的差异第12页/共16页实验1 添加最简单的Linux内核模块实验步骤 LKM编译、添加、显示执行结果以及删除模块$s

9、udo rmmod kello.ko（删除模块）编译插入模块查看内核日志中的执行结果第13页/共16页拓展实验 printk和某些常见宏static char*log_level=KERN_EMERG,KERN_ALERT,KERN_CRIT,KERN_ERR,KERN_WARNING,KERN_NOTICE,KERN_INFO,KERN_DEBUG;printk(“Hello,students from SDUST!This is in kernel space!n);printk(KERN_EMERG n Hello,students from SDUST!This is in kernel space!n);拓展试验：教材P162实验2第14页/共16页课后练习 完成本章课后习题与练习中的全部题目第15页/共16页感谢您的观看！第16页/共16页