《Linux及安全》课程实践二

编译生成新内核

一、实践原理

Linux模块是一些可以作为独立程序来编译的函数和数据类型的集合。之所以提供模块机制，是因为Linux本身是一个单内核。单内核由于所有内容都集成在一起，效率很高，但可扩展性和可维护性相对较差，模块机制可弥补这一缺陷。

Linux模块可以通过静态或动态的方法加载到内核空间，静态加载是指在内核启动过程中加载；动态加载是指在内核运行的过程中随时加载。

一个模块被加载到内核中时，就成为内核代码的一部分。模块加载入系统时，系统修改内核中的符号表，将新加载的模块提供的资源和符号添加到内核符号表中，以便模块间的通信。

二、实践过程

（一）简单模块——姓名

1.编写模块代码

#include<linux/init.h> 
#include<linux/module.h>
 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");      //声明许可

static char *name="ZhangXin"; 
static int num=20135301; 

static int __init name_init(void) 
{ 
    printk(KERN_ALERT "name :%s\n",name);    //输出姓名
    printk(KERN_ALERT "num :%d\n",num);     //输出学号
    return 0; 
} 

static void __exit name_exit(void) 
{ 
    printk(KERN_INFO"Name module exit\n");
} 

module_init(name_init); 
module_exit(name_exit); 

module_param(num,int,S_IRUGO);     //可传入参数给num
module_param(name,charp,S_IRUGO);     //可传入参数给name

//作者等信息声明
MODULE_AUTHOR("ZhangXin"); 
MODULE_VERSION("v1.0"); 
MODULE_DESCRIPTION("A simple module for testing printk and module params");

2.编译模块

接下来写Makefile。

obj-m:=myname.o
CURRENT_PATH:=$(shell pwd)
LINUX_KERNEL_PATH:= /usr/src/linux-headers-3.13.0-32-generic
all:
    make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
    make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean

3、加载测试卸载模块

（二）进程

1.编写模块代码

模块构造函数：执行insmod或modprobe指令加载内核模块时会调用的初始化函数。函数原型必须是module_init()，括号内是函数指针

模块析构函数：执行rmmod指令卸载模块时调用的函数。函数原型是module_exit()

模块许可声明：函数原型是MODULE_LICENSE()，告诉内核该程序使用的许可证，不然在加载时它会提示该模块污染内核。一般会写GPL。

头文件module.h，必须包含此文件；

头文件kernel.h，包含常用的内核函数；

头文件init.h包含宏_init和_exit，允许释放内核占用的内存。

写一个简单的代码，用来向内核输出进程信息。

#include<linux/kernel.h>
#include<linux/module.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/sched.h>

static struct task_struct *pcurrent;

static int __init print_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "print current task info\n");
    printk("pid\ttgid\tprio\tstate\n");
    for_each_process(pcurrent){
        printk("%d\t",pcurrent->pid);
        printk("%d\t",pcurrent->tgid);
        printk("%d\t",pcurrent->prio);
        printk("%ld\n",pcurrent->state);
    }
    return 0;
}
static void __exit print_exit(void)
{
    printk(KERN_INFO "Finished\n");
}

module_init(print_init);
module_exit(print_exit);

2.编译模块

接下来写Makefile。

（其中，all到make的过程中要使用“回车+Tab”键）

obj-m:=proclist.o
CURRENT_PATH:=$(shell pwd)
LINUX_KERNEL_PATH:= /usr/src/linux-headers-3.13.0-32-generic
all:
    make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
    make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean

第一行：自己写的.c的文件名+”.o”。

第三行的LINUX_KERNEL_PATH后面要写你自己的内核版本对应的内核源码包地址.

解释一下make命令：

make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile

M=$(CURRENT_PATH) 表明返回到当前目录继续执行当前的Makefile。

make之后的执行时这样的：