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实验八

实验目的

通过加载内核模块，为/proc文件系统创建以下内容：

• 一个名叫proc_test的子目录。
• 一个名叫current的文件，只读，读出的内容是读它的进程的情况。
• 一个名叫current_too的链接，指向current。
• 一个名叫hello的文件，可读可写。读出的内容是上次写的内容前面加两句话。

实验准备

1. 复制文件到工作目录：
   • 使用将 proc_test.c 文件复制到工作目录。

1. 进入工作目录：
   • 进入工作目录。

编译内核模块

1. 编译 proc_test.c 模块：
   • 编写proc_test.c代码

#include <linux/sched.h>
#include <linux/init_task.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/uaccess.h>

#define MAX_LENGTH 1024

static char hello_content[MAX_LENGTH] = "hello world\n";  // 初始化一个长度为 1024 的字符数组，并赋值 "hello world\n"


//用于处理对 /proc/proc_test/hello 文件的写操作。它从用户空间接收数据并将其复制到内核空间的 hello_content 数组中，偏移量为12。如果写入的字符数超过了数组长度，会返回错误。
static ssize_t hello_proc_write(struct file *file, const char __user *buffer, size_t count, loff_t *pos) {
    if (count > MAX_LENGTH - 1)  // 如果写入的字符数大于 MAX_LENGTH - 1，则返回错误
        return -EINVAL;
    if (copy_from_user(hello_content + 12, buffer, count))  // 将用户空间的数据复制到内核空间的 hello_content 数组中，偏移量为 12
        return -EFAULT;
    hello_content[count + 12] = '\0';  // 在 hello_content 数组中写入字符串结束符'\0'
    return count;  // 返回成功写入的字符数
}
//用于处理对 /proc/proc_test/hello 文件的读操作。它将 hello_content 的内容输出到 seq_file 结构体中，从而在读取文件时显示出来。
static int hello_proc_show(struct seq_file *m, void *v) {
    seq_printf(m, "%s", hello_content);  // 将 hello_content 的内容输出到 seq_file 结构体 m 中
    return 0;
}
//用于打开 /proc/proc_test/hello 文件。它调用 single_open 函数来打开文件，并指定 hello_proc_show 函数来显示文件内容。
static int hello_proc_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    return single_open(file, hello_proc_show, NULL);  // 打开 proc 文件，调用 hello_proc_show 函数来显示内容
}
//定义了对 /proc/proc_test/hello 文件的操作集合，包括打开、读取、写入、定位和释放文件。
static const struct proc_ops hello_proc_ops = {
    .proc_open = hello_proc_open,  // 打开文件操作
    .proc_read = seq_read,  // 读取文件操作
    .proc_write = hello_proc_write,  // 写文件操作
    .proc_lseek = seq_lseek,  // 文件定位操作
    .proc_release = single_release,  // 释放文件操作
};
//用于处理对 /proc/proc_test/current 文件的读操作。它输出当前进程的相关信息，如进程ID、优先级、进程名等。
static int current_proc_show(struct seq_file *m, void *v) {
    struct task_struct *cur = current;

    seq_printf(m, "进程ID: %d\n", cur->pid);  // 输出进程ID
    seq_printf(m, "优先级: %d\n", cur->prio);  // 输出进程优先级
    seq_printf(m, "静态优先级: %d\n", cur->static_prio);  // 输出静态优先级
    seq_printf(m, "正常优先级: %d\n", cur->normal_prio);  // 输出正常优先级
    seq_printf(m, "策略: %d\n", cur->policy);  // 输出进程调度策略
    seq_printf(m, "进程名: %s\n", cur->comm);  // 输出进程名

    return 0;
}
//用于打开 /proc/proc_test/current 文件。它调用 single_open 函数来打开文件，并指定 current_proc_show 函数来显示文件内容。
static int current_proc_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    return single_open(file, current_proc_show, NULL);  // 打开 proc 文件，调用 current_proc_show 函数来显示内容
}
// 定义了对 /proc/proc_test/current 文件的操作集合，包括打开、读取、定位和释放文件。
static const struct proc_ops current_proc_ops = {
    .proc_open = current_proc_open,  // 打开文件操作
    .proc_read = seq_read,  // 读取文件操作
    .proc_lseek = seq_lseek,  // 文件定位操作
    .proc_release = single_release,  // 释放文件操作
};
//模块的初始化函数，它在内核加载模块时被调用。它创建了一个名为 /proc/proc_test 的目录，并在其中创建了文件 current、current_too 和 hello。
static int __init proc_test_init(void) {
    struct proc_dir_entry *test_dir;

    test_dir = proc_mkdir("proc_test", NULL);  // 创建一个目录 /proc/proc_test
    proc_create("current", 0, test_dir, &current_proc_ops);  // 在 /proc/proc_test 目录下创建一个名为 "current" 的文件
    proc_symlink("current_too", test_dir, "current");  // 在 /proc/proc_test 目录下创建一个名为 "current_too" 的符号链接，指向 "current"
    proc_create("hello", 0666, test_dir, &hello_proc_ops);  // 在 /proc/proc_test 目录下创建一个名为 "hello" 的文件，可读可写权限为 0666

    return 0;
}
//模块的退出函数，它在内核卸载模块时被调用。它移除了之前创建的 /proc/proc_test 目录及其下的文件。
static void __exit proc_test_exit(void) {
    remove_proc_entry("proc_test/current", NULL);  // 移除 /proc/proc_test 目录下的文件 "current"
    remove_proc_entry("proc_test/current_too", NULL);  // 移除 /proc/proc_test 目录下的文件 "current_too"
    remove_proc_entry("proc_test/hello", NULL);  // 移除 /proc/proc_test 目录下的文件 "hello"
    remove_proc_entry("proc_test", NULL);  // 移除 /proc/proc_test 目录
}

MODULE_LICENSE("GPL");  // 指定模块的许可证为 GPL
module_init(proc_test_init);  // 指定模块的初始化函数
module_exit(proc_test_exit);  // 指定模块的退出函数

• 使用makefile文件编译内核模块。

obj-m:=proc_test.o
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD       := $(shell pwd)
default:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

• 使用make命令编译

make

加载内核模块

1. 加载编译后的模块：
   • 使用insmod加载模块。

insmod proc_test.ko

1. 检查是否加载成功：

• 使用lsmod命令检查模块是否加载。

lsmod | grep proc_test

1. 检查是否创建了 /proc/proc_test 目录：
   • 进入/proc目录查看。

cd /proc
ls

1. 检查 /proc/proc_test 目录下是否创建了三个文件：
   • current、current_too 和 hello。

cd /proc/proc_test
ls

查看和操作文件内容

1. 查看 current 文件的内容：
   • 使用more命令查看。

more current

1. 查看 current_too 文件的内容：
   • 使用more命令查看。

more current_too

1. 查看 hello 文件的内容：
   • 使用more命令查看。

more hello

1. 写入 hello 文件：
   • 使用echo命令将数据输入到hello文件。

1. 再次查看 hello 文件的内容：
   • 使用more命令查看。

more hello

卸载内核模块

1. 卸载加载的内核模块：
   • 使用rmmod卸载模块。

rmmod proc_test

1. 检查是否卸载成功：
   • 使用lsmod命令检查模块是否卸载。

lsmod | grep proc_test