Linux内核模块编程：最小模块结构与编译内核实践

"这篇文档主要介绍了Linux系统的内核编译和模块编程，特别是关于最小模块结构的构建，以及如何在2.4内核版本中组织和管理模块。实验内容包括了编译内核的原因，步骤，以及添加系统调用和模块操作的实践。" 在Linux系统中，编写内核模块是扩展内核功能的一种方式。一个最小的模块通常包含两个关键函数：`init_modules()` 和 `cleanup_modules()`。`init_modules()` 在模块被加载到内核时执行，用于初始化模块所需的数据结构，设置硬件状态或者执行其他必要的启动操作。而 `cleanup_modules()` 函数则在模块卸载时调用，它负责清理模块使用的所有资源，如释放内存、关闭打开的文件描述符等，确保系统在模块卸载后保持稳定状态。 模块的注册和注销机制是其核心部分。当模块加载时，新添加的函数需要在 `init_modules()` 中注册，以便内核知道这些函数的存在并可以在需要时调用它们。相反，当模块卸载时，这些函数应在 `cleanup_modules()` 中注销，以防止内核尝试调用已被卸载的模块函数。 在2.4内核版本中，模块的组织结构相对简单明了。开发者需要确保模块代码符合内核的编程规范，并正确地使用内核提供的API进行操作。例如，使用 `register_module()` 和 `unregister_module()` 进行模块的注册和注销，使用 `module_init()` 和 `module_exit()` 宏来标记 `init_modules()` 和 `cleanup_modules()` 函数。 编译内核是一个重要的任务，特别是在需要利用新功能、修复安全漏洞、优化性能或适应硬件变化时。在Red Hat 9和Fedora Core 7等发行版中，内核源码通常位于 `/usr/src` 目录下。编译新内核的步骤通常包括获取最新的内核源码，解压缩，配置内核（使用 `make menuconfig` 或 `make xconfig`），然后编译（`make`）和安装（`make install`）。在编译前，通常会通过 `uname -r` 命令查看当前运行的内核版本。 通过编译内核和模块编程，开发者可以深入理解用户空间和系统空间的交互，学习如何添加系统调用，以及如何控制模块的生命周期，这不仅有助于提升技能，也有助于系统管理和维护。