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我的朋友

分类: LINUX

2009-09-23 13:05:25

有时候需要在Linux kernel--大多是在需要调试的驱动程序--中读写文件数据。在kernel中操作文件没有标准库可用,需要利用kernel的一些函数,这些函数主要有: filp_open() filp_close(), vfs_read() vfs_write(),set_fs(),get_fs()等,这些函数在linux/fs.h和asm/uaccess.h头文件中声明。下面介绍主要步骤:

1. 打开文件

filp_open()在kernel中可以打开文件,其原形如下:

strcut file* filp_open(const char* filename, int open_mode, int mode);

参数说明

mode:  创建文件时使用,设置创建文件的读写权限,其它情况可以匆略设为0

2. 读写文件

kernel中文件的读写操作可以使用vfs_read()和vfs_write,在使用这两个函数前需要说明一下get_fs()和 set_fs()这两个函数。

vfs_read() vfs_write()两函数的原形如下:

ssize_t vfs_read(struct file* filp, char __user* buffer, size_t len, loff_t* pos);

ssize_t vfs_write(struct file* filp, const char __user* buffer, size_t len, loff_t* pos);

注意这两个函数的第二个参数buffer,前面都有__user修饰符,这就要求这两个buffer指针都应该指向用空的内存,如果对该参数传递kernel空间的指针,这两个函数都会返回失败-EFAULT。但在Kernel中,我们一般不容易生成用户空间的指针,或者不方便独立使用用户空间内存。要使这两个读写函数使用kernel空间的buffer指针也能正确工作,需要使用set_fs()函数或宏(set_fs()可能是宏定义),如果为函数,其原形如下:

void set_fs(mm_segment_t fs);

该函数的作用是改变kernel对内存地址检查的处理方式,其实该函数的参数fs只有两个取值:USER_DS,KERNEL_DS,分别代表用户空间和内核空间,默认情况下,kernel取值为USER_DS,即对用户空间地址检查并做变换。那么要在这种对内存地址做检查变换的函数中使用内核空间地址,就需要使用set_fs(KERNEL_DS)进行设置。get_fs()一般也可能是宏定义,它的作用是取得当前的设置,这两个函数的一般用法为:

mm_segment_t old_fs;

old_fs = get_fs();

set_fs(KERNEL_DS);

...... //与内存有关的操作

set_fs(old_fs);

还有一些其它的内核函数也有用__user修饰的参数,在kernel中需要用kernel空间的内存代替时,都可以使用类似办法。

使用vfs_read()和vfs_write()最后需要注意的一点是最后的参数loff_t * pos,pos所指向的值要初始化,表明从文件的什么地方开始读写。

3. 关闭读写文件

int filp_close(struct file*filp, fl_owner_t id);

该函数的使用很简单,第二个参数一般传递NULL值,也有用current->files作为实参的。

使用以上函数的其它注意点:

1. 其实Linux Kernel组成员不赞成在kernel中独立的读写文件(这样做可能会影响到策略和安全问题),对内核需要的文件内容,最好由应用层配合完成。

2. 在可加载的kernel module中使用这种方式读写文件可能使模块加载失败,原因是内核可能没有EXPORT你所需要的所有这些函数。

3. 分析以上某些函数的参数可以看出,这些函数的正确运行需要依赖于进程环境,因此,有些函数不能在中断的handle或Kernel中不属于任可进程的代码中执行,否则可能出现崩溃,要避免这种情况发生,可以在kernel中创建内核线程,将这些函数放在线程环境下执行(创建内核线程的方式请参数kernel_thread()函数)。

阅读了一下有关syslog的资料;现在用syslog作了,基本上开500个进程输出日志,CPU使用率在10%左右,每秒输出400行日志左右;可以接受。现在由于时间关系先这样做吧,以后有时间再试试第二种做法。   谢谢你们的回复。

附实例:

MODULE_AUTHOR("ryan");
MODULE_LICENSE("GPL");

struct file* fp;

int thread_test(void *p)
{
 mm_segment_t fs;
 char *buffer = (char *)p;
 fs = get_fs();
 set_fs(KERNEL_DS);
 vfs_write(fp, buffer, strlen(buffer)+1, &fp->f_pos);
 set_fs(fs);
 return 0;
}

 

static int test_init(void)
{
 fp = filp_open("/tmp/fifo_f", O_RDWR | O_APPEND, 0);
 if (IS_ERR(fp))
 {
  printk("open file fail\n");
  return (int)PTR_ERR(fp);
 }
 kernel_thread(thread_test, NULL,  CLONE_FILES | SIGCHLD );

 return 0;
}

static void test_cleanup(void)
{
 printk(KERN_ALERT "goobye\n");
 filp_close(fp, NULL);
}


module_init(test_init);
module_exit(test_cleanup);

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