c - 将用户空间代码移植到内核空间

Question

我有一个主要用 C 语言编写的大型系统，到目前为止一直在用户空间中运行。现在我需要将代码编译为内核模块。为此，afaik，我至少应该重写代码并将函数替换为 malloc、calloc、free、printf 与它们的内核等价物，因为它们完全是用户空间函数。然而，问题是我没有系统中使用的一些定制库的源代码，而这些库在它们的函数中调用了 malloc 等。所以，基本上，我可能需要重新实现整个库。

现在的问题是:如果我编写自己的 malloc 实现作为 kmalloc 的包装器，它会是一个非常肮脏的 hack，如下所示:

void *malloc(size_t size) {
    return kmalloc(size, GFP_USER);
}

然后将此实现链接到系统代码，这将消除所有 Unknown symbol in module 错误。

实际上，我认为这将是一个常见问题，并且有人已经编写了这样的 kmalloc 包装器，但我已经用谷歌搜索了几天，但没有找到任何有用的东西。

编辑:这样做的原因是我正在谈论的系统是在 VxWorks 实时操作系统上运行的实时应用程序，现在我们想将它移植到 Linux RTAI 上使用，其中应用程序主要在内核空间中运行.但我想在用户空间中也有可能具有实时性，因此，我可能应该按照 Mike 的建议将代码分成内核和用户空间部分，并在它们之间通过共享内存进行通信。

Answer 1

我以前从未见过这样做。我在以前的工作中确实必须做类似的事情(在我们的手机中，出于节能原因，我们必须从内核中移植用户空间的一部分代码)但我就是这样做的..我采取了 a部分代码并移动了它，然后移动了一小部分。

当我这样做时，我将用户空间调用更改为内核调用，原因有两个:

1. 这样就没那么困惑了(其他看代码的人不必怀疑我为什么要从内核调用“malloc”)

2. malloc和 kmalloc不完全一样。我的意思是

   2a。 kmalloc需要 flags参数，在上面的示例中，您对其进行了硬编码。如果您稍后决定要在某些地方而不是其他地方更改它怎么办？ (假设您有许多不同的地方可以获得动态内存)。

   2b。 kmalloc不会像 malloc 那样给你内存. malloc()会给你你传入的字节数 size_t size . kmalloc()另一方面，在内核中，因此正在处理系统的物理内存，它仅在页面大小的 block 中可用；因此当你调用kmalloc()您将只会获得某些预定义的、固定大小的字节数组。如果您没有意识到这一点，您可能会请求 over 一个特定的 block ，从而获得比您需要的更多的内存......您的代码的直接端口不会保护您免受这种情况的影响.

   2c。头文件也必须更改。显然你不能包括 <stdlib.h>在内核中，所以仅仅因为您“包装”了 malloc 调用，您仍然需要四处替换头文件。

上面 2b 中我的观点的快速示例:

void * stuff;
stuff = kmalloc(1,GFP_KERNEL);
printk("I got: %zu bytes of memory\n", ksize(stuff));
kfree(stuff);

显示实际分配的内存量:

[90144.702588] I got: 32 bytes of memory

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无论如何...从技术上讲，您如何描述它应该可以正常工作。两者都需要 size_t并返回 void *所以它应该工作；但请注意，您移入内核的代码越多，确定性就越差，并且 malloc() <=> kmalloc()并不像看起来的那样 1:1。