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