نوشتن Module برای Kernel لینوکس

 

در ادامه مقاله قبلیم(12 سال پیش!) که ماژول Kernel لینوکس رو تعریف کردم، در این مقاله به نوشتن ماژول برای Kernel لینوکس می پردازم.

در این مقاله، به صورت ساده یاد می‌ گیریم که چگونه یک ماژول Hello World برای کرنل Linux بنویسیم، کامپایل و اجرا کنیم... و همه اینها بر پایه توزیع های معروف مثل Debian, RedHat و Slackware انجام میدیم.

 

ماژول های هسته لینوکس

هسته لینوکس / Linux kernel قلب سیستم‌ عامل لینوکس است و مسئول مدیریت منابع سخت‌ افزاری، ارتباط با سخت‌ افزار و اجرای برنامه‌ هاست. هسته لینوکس به صورت ماژولار طراحی شده، یعنی بسیاری از قابلیت‌ های آن به صورت فایلهای جدا و Load شدنی (Loadable Kernel Modules - LKM) پیاده‌ سازی می‌ شوند.

ماژول های هسته Linux دارای چند نوع هستند:  ماژول‌ های درایور دستگاهها (Device drivers)، ماژول‌ های فایل سیستم (Filesystem)، ماژول‌ های شبکه (Network)، ماژول‌ های امنیتی (Security) و ماژول‌ های مدیریت حافظه و پردازش (Memory & process management). این ماژول ها باعث اضافه شدن feature در هسته، افزایش کارایی، سفارشی‌ سازی آسان و نگهداری ساده‌ تر خود هسته می‌ شوند.

کانفیگ هسته Linux برای محیط debugging و production

- کانفیگ hardening شده هسته Linux برای محیط production x64:

(قبل از کامپایل هسته Linux بهمین شکل پارامترهارو داخل فایل .config موجود در سورس لینوکس تون اعمال کنید)

مقدمه ای بر Virtual File System گنولینوکس

Virtual File System یا سیستم فایل مجازی

 

Virtual File System(مخفف VFS) یک ساب سیستم مهم در Kernel لینوکس هست که لایه بین filesystem و برنامه های user-space رو تشکیل میده. درواقع همه filesystem ها، با تکیه بر VFS می تونن شناسایی بشن و تبادل اطلاعات کنن. همین مسئله، برنامه های user-space رو قادر کرده که توسط دستورات موجود در VFS برای خواندن و نوشتن در filesystem های گوناگون اقدام کنن:

 

نکته: در اینجا منظور از لایه، همون Abstraction layer و منظور از دستورات، همون System call/SysCall هستش.

نکته 2: البته به برکت wrap های GNU C Library، کمتر پیش میاد که برنامه user-space نیاز به استفاده از System call داشته باشه.

Module در Kernel لینوکس چیست

 

ماژول، قطعه ی نرم افزاری در بخشی جدا از Core هسته هستش که هنگام فراخونی شدن، پیوند و فعال میشه و یکسری عملیات تعریف شده ای رو انجام میده.
این ماژول می تونه سرویس باشه، filesystem باشه، پروتکل شبکه باشه، تعدادی System call باشه و یا درایور یک سخت افزار باشه; که در هر صورت ماژول نام داره.

ماژول ها در لینوکس به دو گروه تقسیم میشن:

1. Built-in kernel module
2. Loadable kernel module (یا LKM)

Built-in kernel module: که با قرار دادن سورس ماژول در داخل پوشه های سورس Kernel، همراه با Kernel کامپایل میشه.
Loadable Kernel module: که با load کردن ماژول کامپایل شده در داخل سیستم در حال اجرا فعال میشه.

توسعه هسته/Kernel لینوکس: مقدمه

 

در این مقاله برنامه نویسی هسته لینوکس رو بررسی می کنیم

ابتدا برخی از اصول سیستم عامل و هسته لینوکس(از جمله Version های هسته، دانلود سورس، ساختمان دایرکتوری سورس، چگونگی نصب، Patch کردن، پیکربندی و Compile) رو معرفی می کنم و بعد به مباحث پیشرفته و برنامه نویسی می پردازم.

در این بین از کتابهای Advanced Linux programming، Linux Advanced Administration و Linux Kernel Development هم بهره ای می گیرم.
 

فهرست مندرجات

• تعریف سیستم عامل
• انواع معماری سیستم عامل
• تعریف هسته
• انواع معماری هسته