Hay principalmente dos formas de lograr esto:
1. Módulos de kernel (controladores de dispositivos):
Este es el método más común y generalmente preferido. Un módulo de núcleo es un código que se ejecuta * en * el espacio del núcleo. Escribes este módulo en C, lo compilas como un módulo de núcleo y luego lo carga en el núcleo en ejecución usando herramientas como 'Insmod`.
* Cómo funciona: El módulo se compila con encabezados de núcleo específicos que proporcionan acceso a estructuras y funciones de datos del núcleo. Luego puede acceder directamente y manipular los datos que necesita. Esto proporciona acceso completo pero requiere una experiencia significativa.
* ventajas: Acceso directo, alto rendimiento, capacidad para modificar el comportamiento del núcleo.
* Desventajas: Requiere conocimiento profundo del núcleo, alto riesgo de inestabilidad del sistema si ocurren errores, requiere privilegios raíz, desarrollo complejo y proceso de depuración, específico de la plataforma.
* Ejemplo (Linux conceptual):
`` `C
// kernel_module.c (ejemplo simplificado)
#incluir
#incluir
// ... (Otros incluyen necesarios) ...
int init_module (void) {
// Acceda a las estructuras de datos del núcleo aquí, por ejemplo:
// struct some_kernel_data *data =(struct some_kernel_data *) kernel_address;
// ... manipular datos ...
printk (kern_info "módulo de kernel cargado \ n");
regresar 0;
}
Void Cleanup_module (void) {
// ... Limpiar ...
printk (kern_info "módulo kernel descargado \ n");
}
`` `` ``
Esto requiere que conozca la ubicación de memoria (`kernel_address`) de la estructura de datos a la que desea acceder, que no siempre está disponible. Por lo general, utilizaría funciones de la API del núcleo para obtener acceso a las estructuras de datos relevantes de manera segura.
2. Llamadas al sistema:
Puede escribir un programa C que se ejecute en el espacio del usuario e interactúe con el núcleo a través de llamadas del sistema. Estas son funciones proporcionadas por el sistema operativo que permiten a los programas de espacio de usuario solicitar servicios específicos desde el núcleo.
* Cómo funciona: Su programa solicita al núcleo a través de una llamada del sistema. El núcleo maneja la solicitud, potencialmente accediendo y manipulando datos, y devuelve el resultado a su programa. El núcleo controla cuidadosamente el acceso a sus datos internos a través de estas llamadas.
* ventajas: Los módulos más seguros que el núcleo (menos riesgo de bloquear el sistema) se ejecuta en el espacio del usuario (depuración más fácil).
* Desventajas: Acceso limitado, potencialmente más lento debido a la sobrecarga de cambio de contexto, confía en el núcleo para exponer los datos que necesita a través de las llamadas del sistema.
* Ejemplo (Linux conceptual):
`` `C
// user_space_program.c (ejemplo simplificado)
#Include
#Include
#include
// Defina el número SYSCall (esto es específico del sistema operativo y depende de la syscall que esté usando)
#define my_syscall 321
int main () {
resultado largo =syscall (my_syscall, arg1, arg2, ...); // arg1, arg2 son argumentos para el syscall
if (resultado <0) {
Perror ("Syscall falló");
} demás {
printf ("resultado de syscall:%ld \ n", resultado);
}
regresar 0;
}
`` `` ``
Esto requeriría que cree una nueva llamada al sistema (una empresa significativa) o utilice una llamada de sistema existente que le permita (indirectamente) acceder a los datos del núcleo que necesita.
Consideraciones importantes:
* Seguridad: Acceder a los datos del núcleo es un riesgo de seguridad. El acceso incorrecto puede crear vulnerabilidades.
* Portabilidad: Las interfaces del núcleo son altamente específicas del sistema operativo. El código escrito para un núcleo (por ejemplo, Linux) no funcionará en otro (por ejemplo, Windows).
* Complejidad de la programación del núcleo: La programación del núcleo es extremadamente difícil y requiere un alto nivel de experiencia.
A menos que tenga una razón muy fuerte (y las habilidades necesarias) para acceder directamente y manipular los datos del núcleo, generalmente es mejor usar otros métodos, como interactuar con el sistema operativo a través de sus API y bibliotecas. La programación del kernel es un área especializada que es mejor dejar a aquellos con una amplia experiencia y conocimiento.