使用/proc实现内核与用户空间通信

1. 前言
Linux内核空间与用户空间的通信可通过"/proc"目录的文件读写来实现，如果只是控制内核中的参数而不是传输较多数据的话，用“/proc”是很合适的。另外一种内核与用户空间通信方式方式是使用内核设备的读写或ioctl系统调用来实现。

2. /proc概述
/proc目录是系统模拟出来的一个文件系统，本身并不存在于磁盘上，其中的文件都表示内核参数的信息，这些信息分两类，一类是可读可写的，这类参数都在“/proc/sys”目录下，另一类是只读的，就是“/proc/sys”目录之外的其他目录和文件，当然这只是一种惯例，实际在其他目录下建立可读写的/proc文件也是可以的。

操作/proc目录不需要特殊工具，在用户层看来就是一普通文件，在shell中用“cat”命令进行查看，用“echo”命令来写文件信息。

linux2.6内核中，/proc文件通过是create_proc_entry()函数来建立，使用remove_proc_entry()函数来删除，建立新目录可以通过proc_mkdir()函数调用，这些函数在fs/proc/generic.c中定义，通常我们不必直接使用create_proc_entry()函数来建立，而是通过这个函数的包裹函数来实现。
              
3. 只读/proc文件

内核编译选项要设置CONFIG_PROC_FS
3.1 建立/proc只读项
只读的/proc文件可以通过create_proc_read_entry()函数来建立，在模块初始化时调用：
/* include/linux/proc_fs.h */

static inline struct proc_dir_entry *create_proc_read_entry(const char *name,
    umode_t mode, struct proc_dir_entry *base,
    read_proc_t *read_proc, void * data)
{
    struct proc_dir_entry *res=create_proc_entry(name,mode,base);
    if (res) {
        res->read_proc=read_proc;
        res->data=data;
    }
    return res;
}

该函数需要5个参数：
name：要建立的文件名
mode：文件模式
base：所在的目录
read_proc：这是个函数指针，表示读取文件内容的函数
data：传递给read_proc函数的用户参数指针

对于base，内核已经预定义了一些目录/proc/net, /proc/bus, /proc/fs, /proc/driver, 这些是在fs/proc/root.c中定义的：
struct proc_dir_entry *proc_net, *proc_bus, *proc_root_fs, *proc_root_driver;

3.2 删除/proc只读项
只读的/proc文件可以通过remove_proc_entry()函数来建立，在模块删除时调用，该函数在fs/proc/generic.c中定义：
void remove_proc_entry(const char *name, struct proc_dir_entry *parent)
该函数需要2个参数：
name：要建立的文件名
parent：父目录

4. 可读写的/proc文件
要支持可读写的/proc，内核编译选项要设置CONFIG_SYSCTL。

可读写/proc文件按惯例通常放在/proc/sys目录下，这些文件对应的内核参数或者是全局变量，或者是动态分配的内存空间，不能是临时变量。
4.1 建立函数
建立可读写的/proc文件使用register_sysctl_table()函数来登记，该函数在kernel/sysctl.c中定义，声明如下:

/*在/proc目录下*/
*(struct *)

*(const struct *, 

                                     *)

      

4.2 释放函数
释放可读写的/proc文件使用unregister_sysctl_table()函数，该函数在kernel/sysctl.c中定义，声明如下:
void unregister_sysctl_table(struct ctl_table_header * header)

参数就是建立时的返回的struct ctl_table_header结构指针，通常在模块释放函数中调用。

5. 结论
内核中/proc编程现在已经很简单，将/proc目录作为单个的内核参数的控制是很合适的，但不适合大批量的数据传输。