Πώς μπορώ να αποκτήσω πρόσβαση και να χειρίσω τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στον πυρήνα A C, το πρόγραμμα C;

Η πρόσβαση και ο χειρισμός των δεδομένων του πυρήνα από ένα πρόγραμμα C απαιτεί αλληλεπίδραση απευθείας με τον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος. Πρόκειται για ένα πολύπλοκο και δυνητικά επικίνδυνο έργο, που απαιτεί βαθιά κατανόηση τόσο του προγραμματισμού C όσο και του συγκεκριμένου πυρήνα που στοχεύετε (π.χ. Linux, Windows). Η ακατάλληλη πρόσβαση στα δεδομένα του πυρήνα μπορεί να οδηγήσει σε αστάθεια του συστήματος ή συντριβές.

Υπάρχουν κυρίως δύο τρόποι για να επιτευχθεί αυτό:

1. Μονάδες πυρήνα (προγράμματα οδήγησης συσκευών):

Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη και γενικά προτιμώμενη μέθοδος. Μια μονάδα πυρήνα είναι ένα κομμάτι κώδικα που τρέχει * στον χώρο του πυρήνα. Γράφετε αυτήν την ενότητα στο C, να την καταρτίσετε ως μονάδα πυρήνα και στη συνέχεια να την φορτώσετε στον τρέχοντα πυρήνα χρησιμοποιώντας εργαλεία όπως το `insmod '.

* Πώς λειτουργεί: Η ενότητα συντάσσεται με συγκεκριμένες κεφαλίδες πυρήνα που παρέχουν πρόσβαση σε δομές και λειτουργίες δεδομένων του πυρήνα. Στη συνέχεια, μπορείτε να αποκτήσετε άμεση πρόσβαση και να χειριστείτε τα δεδομένα που χρειάζεστε. Αυτό παρέχει πλήρη πρόσβαση, αλλά απαιτεί σημαντική εμπειρία.

* Πλεονεκτήματα: Άμεση πρόσβαση, υψηλή απόδοση, ικανότητα τροποποίησης της συμπεριφοράς του πυρήνα.

* Μειονεκτήματα: Απαιτεί βαθιά γνώση του πυρήνα, υψηλός κίνδυνος αστάθειας συστήματος Εάν προκύψουν σφάλματα απαιτούν προνόμια ριζών, σύνθετη διαδικασία ανάπτυξης και εντοπισμού σφαλμάτων, ειδική για την πλατφόρμα.

* Παράδειγμα (εννοιολογικό linux):

`` `c

// kernel_module.c (απλοποιημένο παράδειγμα)

#συμπεριλαμβάνω

#συμπεριλαμβάνω

// ... (άλλα απαραίτητα περιλαμβάνει) ...

int init_module (void) {

// Πρόσβαση σε δομές δεδομένων πυρήνα εδώ, για παράδειγμα:

// struct some_kernel_data *data =(struct some_kernel_data *) kernel_address;

// ... χειριστείτε δεδομένα ...

printk (kern_info "module πυρήνα φορτωμένη \ n");

επιστροφή 0;

}

void cleanup_module (void) {

// ... καθαρίστε ...

printk (kern_info "module kernel εκφόρτωσε \ n");

}

`` `

Αυτό απαιτεί να γνωρίζετε τη θέση μνήμης (`kernel_address ') της δομής δεδομένων που θέλετε να αποκτήσετε πρόσβαση, η οποία δεν είναι πάντα άμεσα διαθέσιμη. Συνήθως θα χρησιμοποιείτε λειτουργίες API πυρήνα για να έχετε πρόσβαση στις σχετικές δομές δεδομένων με ασφαλή τρόπο.

2. Κλήσεις συστήματος:

Μπορείτε να γράψετε ένα πρόγραμμα C που τρέχει στο χώρο των χρηστών και αλληλεπιδρά με τον πυρήνα μέσω κλήσεων συστήματος. Αυτές είναι λειτουργίες που παρέχονται από το λειτουργικό σύστημα που επιτρέπουν στα προγράμματα χώρου χρήστη να ζητούν συγκεκριμένες υπηρεσίες από τον πυρήνα.

* Πώς λειτουργεί: Το πρόγραμμά σας κάνει ένα αίτημα στον πυρήνα μέσω μιας κλήσης συστήματος. Ο πυρήνας χειρίζεται το αίτημα, ενδεχομένως πρόσβαση και χειρισμό δεδομένων και επιστρέφει το αποτέλεσμα στο πρόγραμμά σας. Ο πυρήνας ελέγχει προσεκτικά την πρόσβαση στα εσωτερικά του δεδομένα μέσω αυτών των κλήσεων.

* Πλεονεκτήματα: Ασφαλέστερες από τις ενότητες του πυρήνα (μικρότερος κίνδυνος συντριβής του συστήματος), εκτελείται στο χώρο των χρηστών (ευκολότερη εντοπισμός σφαλμάτων).

* Μειονεκτήματα: Περιορισμένη πρόσβαση, δυνητικά πιο αργή λόγω της εναλλαγής περιβάλλοντος, βασίζεστε στον πυρήνα για να εκθέσετε τα δεδομένα που χρειάζεστε μέσω των κλήσεων του συστήματος.

* Παράδειγμα (εννοιολογικό linux):

`` `c

// user_space_program.c (απλοποιημένο παράδειγμα)

#include

#include

#include

// Ορίστε τον αριθμό syscall (αυτό είναι ειδικό για το OS και εξαρτάται από το syscall που χρησιμοποιείτε)

#define my_syscall 321

int main () {

μακρύ αποτέλεσμα =syscall (my_syscall, arg1, arg2, ...); // arg1, arg2 είναι επιχειρήματα για το syscall

αν (αποτέλεσμα <0) {

perror ("syscall απέτυχε")?

} αλλιώς {

printf ("αποτέλεσμα syscall:%ld \ n", αποτέλεσμα);

}

επιστροφή 0;

}

`` `

Αυτό θα απαιτούσε από εσάς να δημιουργήσετε μια νέα κλήση συστήματος (μια σημαντική επιχείρηση) ή να χρησιμοποιήσετε μια υπάρχουσα κλήση συστήματος που σας επιτρέπει (έμμεσα) να αποκτήσετε πρόσβαση στα δεδομένα του πυρήνα που χρειάζεστε.

Σημαντικές εκτιμήσεις:

* Ασφάλεια: Η πρόσβαση στα δεδομένα του πυρήνα αποτελεί κίνδυνο ασφαλείας. Η ακατάλληλη πρόσβαση μπορεί να δημιουργήσει τρωτά σημεία.

* Φορητότητα: Οι διεπαφές του πυρήνα είναι ιδιαίτερα ειδικές για το OS. Ο κωδικός γραμμένος για έναν πυρήνα (π.χ. Linux) δεν θα λειτουργήσει σε άλλο (π.χ. Windows).

* Προγραμματισμός του πυρήνα: Ο προγραμματισμός του πυρήνα είναι εξαιρετικά δύσκολος και απαιτεί υψηλό επίπεδο εμπειρογνωμοσύνης.

Αν δεν έχετε πολύ ισχυρό λόγο (και τις απαραίτητες δεξιότητες) για άμεση πρόσβαση και χειρισμό δεδομένων πυρήνα, είναι συνήθως καλύτερο να χρησιμοποιείτε άλλες μεθόδους όπως η αλληλεπίδραση με το λειτουργικό σύστημα μέσω των API και των βιβλιοθηκών του. Ο προγραμματισμός του πυρήνα είναι ένας εξειδικευμένος χώρος που απομένει καλύτερα σε όσους έχουν εκτεταμένη εμπειρία και γνώση.