Linux内存管理与内核模块编程实践

"Linux内存管理和内核模块编程技术" 在Linux操作系统中，内存管理是一项核心任务，它涉及如何分配、使用和回收内存。本实验旨在通过实践加深对Linux内存管理的理解，特别是使用`malloc()`函数进行动态内存分配。`malloc()`函数是C语言标准库中用于动态分配内存的函数，它能根据程序的需求在运行时分配指定大小的内存块。实验中，通过编写简单的程序，使用`malloc()`创建内存块，然后释放内存，展示了内存管理的基本流程。 在图2-1的实验代码中，`malloc()`被用来分配内存空间，然后进行读写操作，最后通过`free()`释放内存。运行结果（图2-2）显示了内存分配和释放的过程，这是程序员在开发时应关注的基本步骤。 实验进一步深入到内核模块编程，这涉及到Linux内核的动态加载功能。内核模块（Loadable Kernel Module, LKM）允许开发者在不重启系统的情况下向内核添加新的功能。一个模块通常包含一组函数和数据结构，它们在需要时被加载到内核，成为其一部分。实验二中，编写了名为`hello.c`的简单模块，该模块在加载后会输出“Hello world”。 图2-5展示了`hello.c`的源代码，它定义了一个简单的内核模块，使用`printk()`函数打印消息。图2-6的`makefile`文件则包含了编译和构建模块的指令。实验过程中，使用`modinfo`查看模块信息，`insmod`加载模块，`lsmod`检查已加载的模块，`dmesg`查看内核日志，以及`rmmod`卸载模块。这些命令的执行结果（图2-8和图2-9）验证了模块的正确加载和卸载。 通过这两个实验，参与者能够理解Linux内存管理的透明性，掌握`malloc()`和`free()`在用户空间中的使用，以及内核模块的生命周期管理。这种实践性学习有助于提升开发者对Linux系统底层运作的了解，从而更好地进行系统级编程和优化。