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Core 78 Linux Firewall OS Receives OpenSSL Fixes.md renamed: 20140610 Open Source SDN Project OpenDaylight Adds New Members.md -> 201406/20140610 Open Source SDN Project OpenDaylight Adds New Members.md renamed: 20140610 Top 7 Desktop Environment For Linux.md -> 201406/20140610 Top 7 Desktop Environment For Linux.md renamed: 20140611 HTG Explains--What' s the Difference Between Linux and BSD.md -> 201406/20140611 HTG Explains--What' s the Difference Between Linux and BSD.md renamed: 20140611 How to Prevent Other Users From Accessing Your Home Directory in Ubuntu 14.04.md -> 201406/20140611 How to Prevent Other Users From Accessing Your Home Directory in Ubuntu 14.04.md renamed: 20140612 Command Line Tuesdays--Part One.md -> 201406/20140612 Command Line Tuesdays--Part One.md renamed: 20140612 Dpkg Vulnerabilities Closed in Ubuntu 14.04.md -> 201406/20140612 Dpkg Vulnerabilities Closed in Ubuntu 14.04.md renamed: 20140616 How To Install Numix Icon Theme In Fedora 20.md -> 201406/20140616 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黑客内核:编写属于你的第一个Linux内核模块
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> 曾经多少次想要在内核游荡?曾经多少次茫然不知方向?你不要再对着它迷惘,让我们指引你走向前方……
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内核编程常常看起来像是黑魔法,而在亚瑟 C 克拉克的眼中,它八成就是了。Linux内核和它的用户空间是大不相同的:抛开漫不经心,你必须小心翼翼,因为你编程中的一个bug就会影响到整个系统。浮点运算做起来可不容易,堆栈固定而狭小,而你写的代码总是异步的,因此你需要想想并发会导致什么。而除了所有这一切之外,Linux内核只是一个很大的、很复杂的C程序,它对每个人开放,任何人都去读它、学习它并改进它,而你也可以是其中之一。
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学习内核编程的最简单的方式也许就是写个内核模块:一段可以动态加载进内核的代码。模块所能做的事是有限的——例如,他们不能在类似进程描述符这样的公共数据结构中增减字段(LCTT译注:可能会破坏整个内核及系统的功能)。但是,在其它方面,他们是成熟的内核级的代码,可以在需要时随时编译进内核(这样就可以摒弃所有的限制了)。完全可以在Linux源代码树以外来开发并编译一个模块(这并不奇怪,它称为树外开发),如果你只是想稍微玩玩,而并不想提交修改以包含到主线内核中去,这样的方式是很方便的。
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在本教程中,我们将开发一个简单的内核模块用以创建一个**/dev/reverse**设备。写入该设备的字符串将以相反字序的方式读回(“Hello World”读成“World Hello”)。这是一个很受欢迎的程序员面试难题,当你利用自己的能力在内核级别实现这个功能时,可以使你得到一些加分。在开始前,有一句忠告:你的模块中的一个bug就会导致系统崩溃(虽然可能性不大,但还是有可能的)和数据丢失。在开始前,请确保你已经将重要数据备份,或者,采用一种更好的方式,在虚拟机中进行试验。
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### 尽可能不要用root身份 ###
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> 默认情况下,**/dev/reverse**只有root可以使用,因此你只能使用**sudo**来运行你的测试程序。要解决该限制,可以创建一个包含以下内容的**/lib/udev/rules.d/99-reverse.rules**文件:
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>
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> SUBSYSTEM=="misc", KERNEL=="reverse", MODE="0666"
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>
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> 别忘了重新插入模块。让非root用户访问设备节点往往不是一个好主意,但是在开发其间却是十分有用的。这并不是说以root身份运行二进制测试文件也不是个好主意。
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#### 模块的构造 ####
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由于大多数的Linux内核模块是用C写的(除了底层的特定于体系结构的部分),所以推荐你将你的模块以单一文件形式保存(例如,reverse.c)。我们已经把完整的源代码放在GitHub上——这里我们将看其中的一些片段。开始时,我们先要包含一些常见的文件头,并用预定义的宏来描述模块:
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#include <linux/init.h>
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#include <linux/kernel.h>
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#include <linux/module.h>
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MODULE_LICENSE("GPL");
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MODULE_AUTHOR("Valentine Sinitsyn <valentine.sinitsyn@gmail.com>");
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MODULE_DESCRIPTION("In-kernel phrase reverser");
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这里一切都直接明了,除了**MODULE\_LICENSE()**:它不仅仅是一个标记。内核坚定地支持GPL兼容代码,因此如果你把许可证设置为其它非GPL兼容的(如,“Proprietary”[专利]),某些特定的内核功能将在你的模块中不可用。
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### 什么时候不该写内核模块 ###
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> 内核编程很有趣,但是在现实项目中写(尤其是调试)内核代码要求特定的技巧。通常来讲,在没有其它方式可以解决你的问题时,你才应该在内核级别解决它。以下情形中,可能你在用户空间中解决它更好:
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> - 你要开发一个USB驱动 —— 请查看[libusb][1]。
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> - 你要开发一个文件系统 —— 试试[FUSE][2]。
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> - 你在扩展Netfilter —— 那么[libnetfilter\_queue][3]对你有所帮助。
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> 通常,内核里面代码的性能会更好,但是对于许多项目而言,这点性能丢失并不严重。
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由于内核编程总是异步的,没有一个**main()**函数来让Linux顺序执行你的模块。取而代之的是,你要为各种事件提供回调函数,像这个:
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static int __init reverse_init(void)
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{
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printk(KERN_INFO "reverse device has been registered\n");
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return 0;
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}
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static void __exit reverse_exit(void)
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{
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printk(KERN_INFO "reverse device has been unregistered\n");
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}
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module_init(reverse_init);
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module_exit(reverse_exit);
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这里,我们定义的函数被称为模块的插入和删除。只有第一个的插入函数是必要的。目前,它们只是打印消息到内核环缓冲区(可以在用户空间通过**dmesg**命令访问);**KERN\_INFO**是日志级别(注意,没有逗号)。**\_\_init**和**\_\_exit**是属性 —— 联结到函数(或者变量)的元数据片。属性在用户空间的C代码中是很罕见的,但是内核中却很普遍。所有标记为**\_\_init**的,会在初始化后释放内存以供重用(还记得那条过去内核的那条“Freeing unused kernel memory…[释放未使用的内核内存……]”信息吗?)。**\_\_exit**表明,当代码被静态构建进内核时,该函数可以安全地优化了,不需要清理收尾。最后,**module\_init()**和**module\_exit()**这两个宏将**reverse\_init()**和**reverse_exit()**函数设置成为我们模块的生命周期回调函数。实际的函数名称并不重要,你可以称它们为**init()**和**exit()**,或者**start()**和**stop()**,你想叫什么就叫什么吧。他们都是静态声明,你在外部模块是看不到的。事实上,内核中的任何函数都是不可见的,除非明确地被导出。然而,在内核程序员中,给你的函数加上模块名前缀是约定俗成的。
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这些都是些基本概念 - 让我们来做更多有趣的事情吧。模块可以接收参数,就像这样:
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# modprobe foo bar=1
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**modinfo**命令显示了模块接受的所有参数,而这些也可以在**/sys/module//parameters**下作为文件使用。我们的模块需要一个缓冲区来存储参数 —— 让我们把这大小设置为用户可配置。在**MODULE_DESCRIPTION()**下添加如下三行:
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static unsigned long buffer_size = 8192;
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module_param(buffer_size, ulong, (S_IRUSR | S_IRGRP | S_IROTH));
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MODULE_PARM_DESC(buffer_size, "Internal buffer size");
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这儿,我们定义了一个变量来存储该值,封装成一个参数,并通过sysfs来让所有人可读。这个参数的描述(最后一行)出现在modinfo的输出中。
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由于用户可以直接设置**buffer\_size**,我们需要在**reverse\_init()**来清除无效取值。你总该检查来自内核之外的数据 —— 如果你不这么做,你就是将自己置身于内核异常或安全漏洞之中。
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static int __init reverse_init()
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{
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if (!buffer_size)
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return -1;
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printk(KERN_INFO
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"reverse device has been registered, buffer size is %lu bytes\n",
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buffer_size);
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return 0;
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}
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来自模块初始化函数的非0返回值意味着模块执行失败。
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### 导航 ###
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> 但你开发模块时,Linux内核就是你所需一切的源头。然而,它相当大,你可能在查找你所要的内容时会有困难。幸运的是,在庞大的代码库面前,有许多工具使这个过程变得简单。首先,是Cscope —— 在终端中运行的一个比较经典的工具。你所要做的,就是在内核源代码的顶级目录中运行**make cscope && cscope**。Cscope和Vim以及Emacs整合得很好,因此你可以在你最喜爱的编辑器中使用它。
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> 如果基于终端的工具不是你的最爱,那么就访问[http://lxr.free-electrons.com][4]吧。它是一个基于web的内核导航工具,即使它的功能没有Cscope来得多(例如,你不能方便地找到函数的用法),但它仍然提供了足够多的快速查询功能。
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现在是时候来编译模块了。你需要你正在运行的内核版本头文件(**linux-headers**,或者等同的软件包)和**build-essential**(或者类似的包)。接下来,该创建一个标准的Makefile模板:
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obj-m += reverse.o
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all:
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make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
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clean:
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make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
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现在,调用**make**来构建你的第一个模块。如果你输入的都正确,在当前目录内会找到reverse.ko文件。使用**sudo insmod reverse.ko**插入内核模块,然后运行如下命令:
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$ dmesg | tail -1
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[ 5905.042081] reverse device has been registered, buffer size is 8192 bytes
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恭喜了!然而,目前这一行还只是假象而已 —— 还没有设备节点呢。让我们来搞定它。
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#### 混杂设备 ####
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在Linux中,有一种特殊的字符设备类型,叫做“混杂设备”(或者简称为“misc”)。它是专为单一接入点的小型设备驱动而设计的,而这正是我们所需要的。所有混杂设备共享同一个主设备号(10),因此一个驱动(**drivers/char/misc.c**)就可以查看它们所有设备了,而这些设备用次设备号来区分。从其他意义来说,它们只是普通字符设备。
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要为该设备注册一个次设备号(以及一个接入点),你需要声明**struct misc\_device**,填上所有字段(注意语法),然后使用指向该结构的指针作为参数来调用**misc\_register()**。为此,你也需要包含**linux/miscdevice.h**头文件:
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static struct miscdevice reverse_misc_device = {
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.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
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.name = "reverse",
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.fops = &reverse_fops
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};
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static int __init reverse_init()
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{
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...
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misc_register(&reverse_misc_device);
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printk(KERN_INFO ...
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}
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这儿,我们为名为“reverse”的设备请求一个第一个可用的(动态的)次设备号;省略号表明我们之前已经见过的省略的代码。别忘了在模块卸下后注销掉该设备。
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static void __exit reverse_exit(void)
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{
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misc_deregister(&reverse_misc_device);
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...
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}
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‘fops’字段存储了一个指针,指向一个**file\_operations**结构(在Linux/fs.h中声明),而这正是我们模块的接入点。**reverse\_fops**定义如下:
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static struct file_operations reverse_fops = {
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.owner = THIS_MODULE,
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.open = reverse_open,
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...
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.llseek = noop_llseek
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};
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另外,**reverse\_fops**包含了一系列回调函数(也称之为方法),当用户空间代码打开一个设备,读写或者关闭文件描述符时,就会执行。如果你要忽略这些回调,可以指定一个明确的回调函数来替代。这就是为什么我们将**llseek**设置为**noop\_llseek()**,(顾名思义)它什么都不干。这个默认实现改变了一个文件指针,而且我们现在并不需要我们的设备可以寻址(这是今天留给你们的家庭作业)。
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#### 关闭和打开 ####
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让我们来实现该方法。我们将给每个打开的文件描述符分配一个新的缓冲区,并在它关闭时释放。这实际上并不安全:如果一个用户空间应用程序泄漏了描述符(也许是故意的),它就会霸占RAM,并导致系统不可用。在现实世界中,你总得考虑到这些可能性。但在本教程中,这种方法不要紧。
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我们需要一个结构函数来描述缓冲区。内核提供了许多常规的数据结构:链接列表(双联的),哈希表,树等等之类。不过,缓冲区常常从头设计。我们将调用我们的“struct buffer”:
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struct buffer {
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char *data, *end, *read_ptr;
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unsigned long size;
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};
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**data**是该缓冲区存储的一个指向字符串的指针,而**end**指向字符串结尾后的第一个字节。**read_ptr**是**read()**开始读取数据的地方。缓冲区的size是为了保证完整性而存储的 —— 目前,我们还没有使用该区域。你不能假设使用你结构体的用户会正确地初始化所有这些东西,所以最好在函数中封装缓冲区的分配和收回。它们通常命名为**buffer\_alloc()**和**buffer\_free()**。
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static struct buffer *buffer_alloc(unsigned long size)
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{
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struct buffer *buf;
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buf = kzalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
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if (unlikely(!buf))
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goto out;
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...
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out:
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return buf;
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}
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内核内存使用**kmalloc()**来分配,并使用**kfree()**来释放;**kzalloc()**的风格是将内存设置为全零。不同于标准的**malloc()**,它的内核对应部分收到的标志指定了第二个参数中请求的内存类型。这里,**GFP_KERNEL**是说我们需要一个普通的内核内存(不是在DMA或高内存区中)以及如果需要的话函数可以睡眠(重新调度进程)。**sizeof(*buf)**是一种常见的方式,它用来获取可通过指针访问的结构体的大小。
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你应该随时检查**kmalloc()**的返回值:访问NULL指针将导致内核异常。同时也需要注意**unlikely()**宏的使用。它(及其相对宏**likely()**)被广泛用于内核中,用于表明条件几乎总是真的(或假的)。它不会影响到控制流程,但是能帮助现代处理器通过分支预测技术来提升性能。
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最后,注意**goto**语句。它们常常为认为是邪恶的,但是,Linux内核(以及一些其它系统软件)采用它们来实施集中式的函数退出。这样的结果是减少嵌套深度,使代码更具可读性,而且非常像更高级语言中的**try-catch**区块。
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有了**buffer\_alloc()**和**buffer\_free()**,**open**和**close**方法就变得很简单了。
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static int reverse_open(struct inode *inode, struct file *file)
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{
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int err = 0;
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file->private_data = buffer_alloc(buffer_size);
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...
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return err;
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}
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**struct file**是一个标准的内核数据结构,用以存储打开的文件的信息,如当前文件位置(**file->f\_pos**)、标志(**file->f\_flags**),或者打开模式(**file->f\_mode**)等。另外一个字段**file->privatedata**用于关联文件到一些专有数据,它的类型是void *,而且它在文件拥有者以外,对内核不透明。我们将一个缓冲区存储在那里。
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如果缓冲区分配失败,我们通过返回否定值(**-ENOMEM**)来为调用的用户空间代码标明。一个C库中调用的**open(2)**系统调用(如 **glibc**)将会检测这个并适当地设置**errno** 。
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#### 学习如何读和写 ####
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“read”和“write”方法是真正完成工作的地方。当数据写入到缓冲区时,我们放弃之前的内容和反向地存储该字段,不需要任何临时存储。**read**方法仅仅是从内核缓冲区复制数据到用户空间。但是如果缓冲区还没有数据,**revers\_eread()**会做什么呢?在用户空间中,**read()**调用会在有可用数据前阻塞它。在内核中,你就必须等待。幸运的是,有一项机制用于处理这种情况,就是‘wait queues’。
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想法很简单。如果当前进程需要等待某个事件,它的描述符(**struct task_struct**存储‘current’信息)被放进非可运行(睡眠中)状态,并添加到一个队列中。然后**schedule()**就被调用来选择另一个进程运行。生成事件的代码通过使用队列将等待进程放回**TASK\_RUNNING**状态来唤醒它们。调度程序将在以后在某个地方选择它们之一。Linux有多种非可运行状态,最值得注意的是**TASK\_INTERRUPTIBLE**(一个可以通过信号中断的睡眠)和**TASK\_KILLABLE**(一个可被杀死的睡眠中的进程)。所有这些都应该正确处理,并等待队列为你做这些事。
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一个用以存储读取等待队列头的天然场所就是结构缓冲区,所以从为它添加**wait\_queue\_head_t read\_queue**字段开始。你也应该包含**linux/sched.h**头文件。可以使用DECLARE\_WAITQUEUE()宏来静态声明一个等待队列。在我们的情况下,需要动态初始化,因此添加下面这行到**buffer\_alloc()**:
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init_waitqueue_head(&buf->read_queue);
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我们等待可用数据;或者等待**read\_ptr != end**条件成立。我们也想要让等待操作可以被中断(如,通过Ctrl+C)。因此,“read”方法应该像这样开始:
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static ssize_t reverse_read(struct file *file, char __user * out,
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size_t size, loff_t * off)
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{
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struct buffer *buf = file->private_data;
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ssize_t result;
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while (buf->read_ptr == buf->end) {
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if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
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result = -EAGAIN;
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goto out;
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}
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if (wait_event_interruptible
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(buf->read_queue, buf->read_ptr != buf->end)) {
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result = -ERESTARTSYS;
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goto out;
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}
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}
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...
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我们让它循环,直到有可用数据,如果没有则使用**wait\_event\_interruptible()**(它是一个宏,不是函数,这就是为什么要通过值的方式给队列传递)来等待。好吧,如果**wait\_event\_interruptible()**被中断,它返回一个非0值,这个值代表**-ERESTARTSYS**。这段代码意味着系统调用应该重新启动。**file->f\_flags**检查以非阻塞模式打开的文件数:如果没有数据,返回**-EAGAIN**。
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我们不能使用**if()**来替代**while()**,因为可能有许多进程正等待数据。当**write**方法唤醒它们时,调度程序以不可预知的方式选择一个来运行,因此,在这段代码有机会执行的时候,缓冲区可能再次空出。现在,我们需要将数据从**buf->data** 复制到用户空间。**copy\_to\_user()**内核函数就干了此事:
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size = min(size, (size_t) (buf->end - buf->read_ptr));
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if (copy_to_user(out, buf->read_ptr, size)) {
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result = -EFAULT;
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goto out;
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}
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如果用户空间指针错误,那么调用可能会失败;如果发生了此事,我们就返回**-EFAULT**。记住,不要相信任何来自内核外的事物!
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buf->read_ptr += size;
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result = size;
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out:
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return result;
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}
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为了使数据在任意块可读,需要进行简单运算。该方法返回读入的字节数,或者一个错误代码。
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写方法更简短。首先,我们检查缓冲区是否有足够的空间,然后我们使用**copy\_from\_userspace()**函数来获取数据。再然后**read\_ptr**和结束指针会被重置,并且反转存储缓冲区内容:
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buf->end = buf->data + size;
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buf->read_ptr = buf->data;
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if (buf->end > buf->data)
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reverse_phrase(buf->data, buf->end - 1);
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这里, **reverse\_phrase()**干了所有吃力的工作。它依赖于**reverse\_word()**函数,该函数相当简短并且标记为内联。这是另外一个常见的优化;但是,你不能过度使用。因为过多的内联会导致内核映像徒然增大。
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最后,我们需要唤醒**read\_queue**中等待数据的进程,就跟先前讲过的那样。**wake\_up\_interruptible()**就是用来干此事的:
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wake_up_interruptible(&buf->read_queue);
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耶!你现在已经有了一个内核模块,它至少已经编译成功了。现在,是时候来测试了。
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### 调试内核代码 ###
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> 或许,内核中最常见的调试方法就是打印。如果你愿意,你可以使用普通的**printk()** (假定使用**KERN\_DEBUG**日志等级)。然而,那儿还有更好的办法。如果你正在写一个设备驱动,这个设备驱动有它自己的“struct device”,可以使用**pr\_debug()**或者**dev\_dbg()**:它们支持动态调试(**dyndbg**)特性,并可以根据需要启用或者禁用(请查阅**Documentation/dynamic-debug-howto.txt**)。对于单纯的开发消息,使用**pr\_devel()**,除非设置了DEBUG,否则什么都不会做。要为我们的模块启用DEBUG,请添加以下行到Makefile中:
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> CFLAGS_reverse.o := -DDEBUG
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>
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> 完了之后,使用**dmesg**来查看**pr_debug()**或**pr_devel()**生成的调试信息。
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> 或者,你可以直接发送调试信息到控制台。要想这么干,你可以设置**console_loglevel**内核变量为8或者更大的值(**echo 8 /proc/sys/kernel/printk**),或者在高日志等级,如**KERN_ERR**,来临时打印要查询的调试信息。很自然,在发布代码前,你应该移除这样的调试声明。
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> 注意内核消息出现在控制台,不要在Xterm这样的终端模拟器窗口中去查看;这也是在内核开发时,建议你不在X环境下进行的原因。
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### 惊喜,惊喜! ###
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编译模块,然后加载进内核:
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$ make
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$ sudo insmod reverse.ko buffer_size=2048
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$ lsmod
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reverse 2419 0
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$ ls -l /dev/reverse
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crw-rw-rw- 1 root root 10, 58 Feb 22 15:53 /dev/reverse
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一切似乎就位。现在,要测试模块是否正常工作,我们将写一段小程序来翻转它的第一个命令行参数。**main()**(再三检查错误)可能看上去像这样:
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int fd = open("/dev/reverse", O_RDWR);
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write(fd, argv[1], strlen(argv[1]));
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read(fd, argv[1], strlen(argv[1]));
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printf("Read: %s\n", argv[1]);
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像这样运行:
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$ ./test 'A quick brown fox jumped over the lazy dog'
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Read: dog lazy the over jumped fox brown quick A
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它工作正常!玩得更逗一点:试试传递单个单词或者单个字母的短语,空的字符串或者是非英语字符串(如果你有这样的键盘布局设置),以及其它任何东西。
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现在,让我们让事情变得更好玩一点。我们将创建两个进程,它们共享一个文件描述符(及其内核缓冲区)。其中一个会持续写入字符串到设备,而另一个将读取这些字符串。在下例中,我们使用了**fork(2)**系统调用,而pthreads也很好用。我也省略打开和关闭设备的代码,并在此检查代码错误(又来了):
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char *phrase = "A quick brown fox jumped over the lazy dog";
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if (fork())
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/* Parent is the writer */
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while (1)
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write(fd, phrase, len);
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else
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/* child is the reader */
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while (1) {
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read(fd, buf, len);
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printf("Read: %s\n", buf);
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}
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你希望这个程序会输出什么呢?下面就是在我的笔记本上得到的东西:
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Read: dog lazy the over jumped fox brown quick A
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Read: A kcicq brown fox jumped over the lazy dog
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Read: A kciuq nworb xor jumped fox brown quick A
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Read: A kciuq nworb xor jumped fox brown quick A
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...
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这里发生了什么呢?就像举行了一场比赛。我们认为**read**和**write**是原子操作,或者从头到尾一次执行一个指令。然而,内核确实无序并发的,随便就重新调度了**reverse\_phrase()**函数内部某个地方运行着的写入操作的内核部分。如果在写入操作结束前就调度了**read()**操作呢?就会产生数据不完整的状态。这样的bug非常难以找到。但是,怎样来处理这个问题呢?
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基本上,我们需要确保在写方法返回前没有**read**方法能被执行。如果你曾经编写过一个多线程的应用程序,你可能见过同步原语(锁),如互斥锁或者信号。Linux也有这些,但有些细微的差别。内核代码可以运行进程上下文(用户空间代码的“代表”工作,就像我们使用的方法)和终端上下文(例如,一个IRQ处理线程)。如果你已经在进程上下文中和并且你已经得到了所需的锁,你只需要简单地睡眠和重试直到成功为止。在中断上下文时你不能处于休眠状态,因此代码会在一个循环中运行直到锁可用。关联原语被称为自旋锁,但在我们的环境中,一个简单的互斥锁 —— 在特定时间内只有唯一一个进程能“占有”的对象 —— 就足够了。处于性能方面的考虑,现实的代码可能也会使用读-写信号。
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锁总是保护某些数据(在我们的环境中,是一个“struct buffer”实例),而且也常常会把它们嵌入到它们所保护的结构体中。因此,我们添加一个互斥锁(‘struct mutex lock’)到“struct buffer”中。我们也必须用**mutex\_init()**来初始化互斥锁;**buffer\_alloc**是用来处理这件事的好地方。使用互斥锁的代码也必须包含**linux/mutex.h**。
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互斥锁很像交通信号灯 —— 要是司机不看它和不听它的,它就没什么用。因此,在对缓冲区做操作并在操作完成时释放它之前,我们需要更新**reverse\_read()**和**reverse\_write()**来获取互斥锁。让我们来看看**read**方法 —— **write**的工作原理相同:
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static ssize_t reverse_read(struct file *file, char __user * out,
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size_t size, loff_t * off)
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{
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struct buffer *buf = file->private_data;
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ssize_t result;
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if (mutex_lock_interruptible(&buf->lock)) {
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result = -ERESTARTSYS;
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goto out;
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}
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我们在函数一开始就获取锁。**mutex\_lock\_interruptible()**要么得到互斥锁然后返回,要么让进程睡眠,直到有可用的互斥锁。就像前面一样,**\_interruptible**后缀意味着睡眠可以由信号来中断。
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while (buf->read_ptr == buf->end) {
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mutex_unlock(&buf->lock);
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/* ... wait_event_interruptible() here ... */
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if (mutex_lock_interruptible(&buf->lock)) {
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result = -ERESTARTSYS;
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goto out;
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}
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}
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下面是我们的“等待数据”循环。当获取互斥锁时,或者发生称之为“死锁”的情境时,不应该让进程睡眠。因此,如果没有数据,我们释放互斥锁并调用**wait\_event\_interruptible()**。当它返回时,我们重新获取互斥锁并像往常一样继续:
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if (copy_to_user(out, buf->read_ptr, size)) {
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result = -EFAULT;
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goto out_unlock;
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}
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...
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out_unlock:
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mutex_unlock(&buf->lock);
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out:
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return result;
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最后,当函数结束,或者在互斥锁被获取过程中发生错误时,互斥锁被解锁。重新编译模块(别忘了重新加载),然后再次进行测试。现在你应该没发现毁坏的数据了。
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### 接下来是什么? ###
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现在你已经尝试了一次内核黑客。我们刚刚为你揭开了这个话题的外衣,里面还有更多东西供你探索。我们的第一个模块有意识地写得简单一点,在从中学到的概念在更复杂的环境中也一样。并发、方法表、注册回调函数、使进程睡眠以及唤醒进程,这些都是内核黑客们耳熟能详的东西,而现在你已经看过了它们的运作。或许某天,你的内核代码也将被加入到主线Linux源代码树中 —— 如果真这样,请联系我们!
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via: http://www.linuxvoice.com/be-a-kernel-hacker/
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译者:[GOLinux](https://github.com/GOLinux) [disylee](https://github.com/disylee) 校对:[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创翻译,[Linux中国](http://linux.cn/) 荣誉推出
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[1]:http://www.libusb.org/
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[2]:http://fuse.sf.net/
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[3]:http://www.linuxvoice.com/be-a-kernel-hacker/www.netfilter.org/projects/libnetfilter_queue
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[4]:http://lxr.free-electrons.com/ |