《学活Linux》第二讲——内核模块和驱动模型

最新推荐文章于 2024-11-28 14:26:14 发布

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#linux #运维 #服务器

本文讲述了在《学活Linux》第二讲中，学习者掌握了内核模块和驱动模型的基本概念，通过实例“刘姥姥”驱动，了解了内核空间与用户空间的关系，以及如何构建和调试驱动。课程还介绍了Linux下的proc文件系统和LED控制的内核驱动应用。

《学活LINUX》第二讲

内核模块和驱动模型

“各位观众晚上好。今天是7月29日，星期六，农历六月十二。欢迎收看《新闻联播》节目……台风‘杜苏芮’强度减弱，受其寒流继续北上影响，多地出现降雨天气……”

上周六是被风雨困在家中的一天，而盛格塾直播间中的格友们则在《学活Linux》的第二讲课程里度过了这个风雨交加的夜晚，掌握了Linux下内核模块和驱动模型的相关知识。

与第一讲相同，第二讲的试验设备仍是GDK8或幽兰代码本。

LKM

从操作系统层面来看，软件世界中最主要的便是内核空间和用户空间。用户空间是低特权、可见的；内核空间是高特权、不可见的。这跟传统道家哲学中的“阴”和“阳”很相似。

张老师在软件在《软件调试》（卷2）中写到：“用户空间是可见的，很多程序在上面生生不息，属阳。内核空间不可见，但是承载着上面的应用，为应用提供服务，厚德载物，本身不发光，但是却能反射应用的光辉，像月亮，属阴。”事物总是充满悖论的，软件世界中也是如此。具有高特权的、神秘的内核空间是管理者、操纵者，主宰着整个系统的行为。本讲内容，我们就要写一个小程序，并安插这个模块到内核空间，这样的程序在Linux下一般就叫做LKM，即可加载内核模块。

“刘姥姥”驱动

GDK 8和幽兰代码本已经准备好了这个LKM——“刘姥姥”。“刘姥姥”是GDK8和幽兰代码本的一大特色，它已经为大家准备好了构建驱动的环境，大家拿到机器之后就能构建驱动，可以节约更多时间成本。

C语言的发明者丹尼斯·里奇说过：“学C语言最好的方法是用C语言写程序。”

同理，学Linux内核最好的方法便是读“活”代码，学“活”代码。如何学“活”呢？方法之一是写一部分代码，把它加载起来，再把调试器挂上去看；方法之二便是后面将会讲到的以命令方式进行交互。

紧接着，张老师便给大家演示了如何构建驱动，并跟驱动进行深层次的交互，用内核调试器把它断下来（具体操作可通过文末视频链接观看课程全部内容）。

proc文件

proc是Linux操作系统的一大特色，是Linux下管理进程的一个假文件系统。一个可加载内核模块可以通过假文件系统和用户空间进行交互。“刘姥姥”驱动里也注册了一个假的proc文件，并注册了其read和reread回调。它开创了一种新的模式，把write函数做解释，通过指示不同的命令与用户空间进行交互。张老师演示了如何读“刘姥姥”等操作。