做服装店网站的素材,怎么建立自己网站视频,3d家装效果图制作软件,企业网站建设一般要素包括一、实验目的
1、 理解Linux中虚拟文件系统的内容
2、 学习编写内核模块的方法
3、 在虚拟文件系统/proc中实现文件操作算法 二、实验内容
编写一个内核模块#xff0c;在/proc文件系统中增加一个目录hello#xff0c;并在这个目录中增加一个文件world#xff0c;文件的…一、实验目的
1、 理解Linux中虚拟文件系统的内容
2、 学习编写内核模块的方法
3、 在虚拟文件系统/proc中实现文件操作算法 二、实验内容
编写一个内核模块在/proc文件系统中增加一个目录hello并在这个目录中增加一个文件world文件的内容为hello world。
实验涉及的内核函数
1、在proc中创建目录函数 proc_mkdir
该函数原型为
struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name, struct proc_dir_entry *parent)
name要创建的目录的名称
parent指向该目录的父目录的指针
返回指向当前目录的指针结构体。 2、创建version文件的函数为proc_create
该函数原型为
static inline struct proc_dir_entry *proc_create(const char *name, umode_t mode, struct proc_dir_entry *parent, const struct file_operations *proc_fops)
第一个参数name为文件名
第二个参数mode为文件的读写权限
第三个参数parent为其父目录的结构体指针第四个参数proc_fops为文件的读写操作结构体。 3、实现内核空间与用户空间的数据传递函数
copy_to_user()和copy_from_user()这两个函数。
(旧内核是raw_copy_to_user() 和 raw_copy_from_user()这两个函数) copy_to_user() 函数的完整形态为
unsigned long copy_to_user(void *to, const void *from, unsigned long count);
函数的作用是将内核空间的数据复制到用户空间。其中
to目标地址用户空间
from源地址内核空间
count将要拷贝数据的字节数
返回成功返回0失败返回没有拷贝成功的数据字节数 4、从 /proc 中删除一个文件函数 remove_proc_entry()
函数的原型是
remove_proc_entry(const char *name, struct proc_dir_entry *parent)
name要删除的文件名
parent 文件在 /proc 文件系统中的位置 三、实验原理
1、/proc 文件系统是Linux上的一种虚拟文件系统存储的是当前内核运行状态的一系列特殊文件用户可以通过这些文件查看有关系统硬件及当前正在运行进程的信息。
2、最初开发 /proc 文件系统是为了提供有关系统中进程的信息。但是由于这个文件系统非常有用因此内核中的很多元素也开始使用它来报告信息或启用动态运行时配置。
用户一般不可以随便在/proc 文件系统中添加信息
3、 /proc 目录下文件详解
1内存 /proc/buddyinfo 伙伴系统的信息 /proc/pagetypeinfo 伙伴系统进一步细分信息 /proc/zoneinfo 内存区域使用情况 /proc/slabinfo 内核对象缓存slab caches的统计信息 /proc/meminfo 当前内存信息 /proc/vmstat 虚拟内存统计信息 /proc/vmallocinfo 虚拟内存分配信息 /proc/swaps swap分区使用情况 /proc/mtd 内存设备分区表信息 /proc/dma DMA直接内存访问通道的列表 /proc/mtrr 系统使用的Memory Type Range Registers (MTRRs) /proc/kpagecount 系统中物理页的引用计数/proc/kpageflags系统中物理页的标志 2I/O /proc/filesystems 目前系统支持的文件系统 /proc/diskstats 磁盘设备的统计信息 /proc/ioports 当前系统硬件设备使用的IO端口列表 /proc/iomem I/O 内存映射 /proc/locks 当前被内核锁定的文件 /proc/mounts 当前挂载信息 3CPU
/proc/cpuinfocpu相关信息/proc/loadavg 当前系统负载/proc/softirqs系统软中断信息/proc/schedstat调度器信息/proc/sched_debug调度器debug信息 4kernel
/proc/cmdline 在引导启动时传递给Linux内核的参数/proc/crypto内核支持的加密方式/proc/modules当前系统已经加载的模块lsmod/proc/version内核版本信息/proc/stat系统和内核的统计信息/proc/fb内核编译期间帧缓冲信息/proc/kmsg内核日志信息/proc/kcore表示系统物理内存可以用gdb检查内核数据结构的当前状态/proc/kallsyms内核符号信息主要用于调试/proc/timer_list内核各种计时器信息/proc/timer_stats系统中定时器的使用情况/proc/sysrq-trigger内核触发器危险/proc/execdomainsLinux内核当前支持的execution domains 5other
/proc/interrupts中断表/proc/uptime系统运行时间/proc/devices设备信息主设备号等/proc/mdstat 虚拟设备信息软raid等/proc/misc其他的主要设备(设备号为10)上注册的驱动/proc/cgroupcgroup相关信息/proc/consoles系统中所有控制台的信息/proc/keys证书相关/proc/key-users关于密钥用户的信息包括密钥使用情况的统计数据 4、/proc 目录下的目录
acpi包含高级配置和电源接口ACPI相关的信息bus提供了系统中所有总线和连接到这些总线上的设备的信息driver包含内核识别的驱动程序的信息。这个目录通常用于内核开发和调试fs文件系统相关的信息ipmi包含通过 Intelligent Platform Management Interface (IPMI) 接口收集的硬件监控和管理信息irq包含中断请求IRQ的信息scsi提供 SCSI 设备的信息sys是一个非常重要的目录包含了系统级别的参数和设置sysvipc包含系统虚拟进程通信SysV IPC的相关信息tty包含了与终端TTY设备相关的信息 四、实验步骤 要求写出实验过程和思路用文字表述或画流程图或写出伪代码 都可以。
本实验是编写一个内核模块在/proc文件系统中增加一个目录hello并在这个目录中增加一个文件world文件的内容为hello world。实验步骤如下
1利用proc_mkdir函数创建目录 proc_parent proc_mkdir(hello,NULL);
2在/proc目录下有version和softirqs等文件本实验利用proc_create函数创建一个version文件world
显然创建version文件的函数为proc_create查阅文档可知该函数原型为
static inline struct proc_dir_entry *proc_create(const char *name, umode_t mode, struct proc_dir_entry *parent, const struct file_operations *proc_fops)
该函数接收4个参数第一个参数为文件名第二个参数为文件的读写权限第三个参数为其父目录的结构体指针第四个参数为文件的读写操作结构体。
参照/proc/version文件的实现代码和本实验要求可写出创建world文件的主要代码 其中world文件的父目录指针即为先前创建hello目录所返回的指针proc_fops定义了该文件所能执行的操作由于本实验只要求读取文件内容因此只实现了read属性 其中read_proc为实现读取文件内容的函数指针其实现如下 4定义模块的初始化和清理函数
其实现如下 5编写Makefile
为编译该模块还需编写Makefile文件 五、实验数据及源代码
Proc_hello.c
#include linux/init.h
#include linux/kernel.h
#include linux/proc_fs.h
#include linux/module.h
#include linux/sched.h
#include asm/uaccess.hstatic struct proc_dir_entry* proc_parent;
int len, temp;
char* msg; //字符数组static ssize_t read_proc(struct file* filp, char __user* buf, size_t count, loff_t* offp) {//该函数将文件内容通过msg复制给buf以此实现文件内容的读取。//read_proc为实现读取文件内容的函数指针if (count temp)count temp;temp temp - count;raw_copy_to_user(buf, msg, count);if (count 0)temp len;return count;
}static const struct file_operations proc_fops {//赋予文件world只读的属性.read read_proc
};void create_new_proc_entry(void) {//create a new directory named hello, and return a pointer point to this dir//创建一个名为hello的新目录并返回指向该目录的指针proc_parent proc_mkdir(hello, NULL); //创建一个目录helloif (!proc_parent) //创建目录失败printk(KERN_INFO Error creating proc entry);//create a file named world, add read attribute to this file using proc_fops//创建一个名为world的文件使用proc_fops将read属性添加到此文件//world文件的父目录指针即为先前创建hello目录所返回的指针proc_create(world, 0, proc_parent,proc_fops); //第一个参数为文件名第二个参数为文件的读写权限第三个参数为其父目录的结构体指针第四个参数为文件的读写操作结构体。msg hello world\n; //文件内容len strlen(msg); //获得字符串msg的长度temp len;printk(KERN_INFO 1.len %d, len);printk(KERN_INFO proc initialized);
}int proc_init(void) { //模块的初始化函数create_new_proc_entry();return 0;
}void proc_cleanup(void) { //模块的退出和清理函数printk(KERN_INFO Inside cleanup_module\n);remove_proc_entry(hello, proc_parent); //移除目录helloremove_proc_entry(world, NULL); //移除文件world
}module_init(proc_init); //向内核注册模块提供新功能
module_exit(proc_cleanup); //注销由模块提供所有的功能
MODULE_LICENSE(GPL); //模块具有GUN公共许可证 Makefile文件
ifneq ($(KERNELRELEASE),) obj-m : proc_hello.o
else
KERNELDIR ? /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD : $(shell pwd)
default: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M$(PWD) modules
endif
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M$(PWD) clean 六、实验结果分析截屏的实验结果与实验结果对应的实验分析
1、实验结果与实验程序、实验步骤、实验原理的对应分析
2、实验过程中的问题及原因和解决办法。
首先下载Linux内核版本并解压然后将proc_hello.c文件拷贝至Linux/fs/proc目录下由于该目录下原本就有Makefile文件因此要对原Makefile文件备份后再拷贝本实验中的Makefile
mv Makefile Makefile.bak
mv my_makefile Makefile
然后再使用make命令编译模块 编译成功后再使用insmod命令安装模块可以看到该目录下多了一个ko文件该文件即为编译成功的模块文件。 最后切换至/proc目录即可看到结果。 出现的问题以及可能出现的问题
权限问题
原因编写和加载内核模块通常需要特权而非特权用户可能会遇到权限问题。
解决办法使用 sudo 或在超级用户权限下执行相关操作。
模块加载失败
原因可能是由于编译错误、符号冲突等原因引起的。
解决办法检查模块加载时的日志输出使用 dmesg 命令查找错误消息以便识别和解决问题。 七、实验思考题
1、编写一个有两个进程并发运行的程序并在结尾设定一个死循环编译完成后让其在后台运行然后在前台用cat 命令查看/proc目录下的文件/proc/meminfo 当前内存信息、/proc/vmstat 虚拟内存统计信息、/proc/vmallocinfo虚拟内存分配息、/proc/filesystems目前系统支持的文件系统、/proc/locks当前被内核锁定的文件、/proc/cpuinfo cpu相关信息和/proc/modules当前系统已经加载的模块lsmod中信息分析其含义。
创建一个简单的C程序该程序创建两个并发运行的进程然后进入死循环。
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include unistd.hvoid processFunction(int processNumber) {for (int i 0; i 5; i) {printf(Process %d: Iteration %d\n, processNumber, i);sleep(1);}
}int main() {pid_t childPid;// 创建第一个子进程if ((childPid fork()) 0) {// 子进程1执行的代码processFunction(1);exit(0);}// 创建第二个子进程if ((childPid fork()) 0) {// 子进程2执行的代码processFunction(2);exit(0);}// 父进程执行的代码printf(Parent process: Waiting for child processes to finish...\n);// 进入死循环while (1) {// 保持程序运行sleep(1);}return 0;
}
编译这个程序 使用cat命令查看/proc目录下的信息。
