分类： LINUX
2011-07-29 16:07:21
/proc 文件系统是一种特殊的、由软件创建的文件系统，内核使用它向外界导出信息。/proc 下面的每个文件都绑定与一个内核函数，用户读取其中的文件时，该函数动态地声称文件的内容。我已经见过这类文件的一些输出情况，例如：/proc/modules列出的是当前载入模块的列表。
在Linux系统对/proc的使用很频繁。现代Linux发行版中的很多工具都是通过/proc来获取它们所需要的信息，例如：ps、top、uptime等。有些设备驱动程序也通过/proc导出信息。我们自己的驱动程序当然也可以这么做。因为/proc文件系统是动态的，所以驱动程序模块可以在任何时候添加或删除其中的入口项。
具有完整特征的/proc入口项可以相当复杂；在所有的这些特征当中，有一点要指出的是，这些/proc文件不仅可以用于读出数据，也可以用于写入数据。不过，大多数时候，/proc入口项是只读文件。本节将只涉及简单的只读情形。
在/proc中实现文件所有使用/proc的模块必须包含，并通过这个头文件来定义正确的函数。
为创建一个只读的/proc文件，驱动程序必须实现一个函数，用于在读取文件时生成数据。当某个进程读取这个文件时，读取请求会通过这个函数发送到驱动程序模块。我们把注册接口放在本节后面，先直接讲这个函数。
在某个进程读取我们的/proc文件时，内核会分配一个内存页（即PAGE_SIZE字节的内存块），驱动程序可以将数据通过这个内存页返回到用户空间。该缓冲区会传入我们定义的函数，而这个函数称为read_proc方法：
Int（* read_proc）(char *page , char ** start , off_t offset , int count , int *eof , void *data)
参数表中的page指针指向用来写入数据的缓冲区；函数应使用start返回实际的数据写到内存页的哪个位置；offset 和count这两个参数与read方法相同； eof 参数指向一个整数，当没有数据可返回时，驱动程序必须设置这个参数；data 参数是提供给驱动程序的专用数据指针，可用于内部记录。
该函数必须返回存放到内存页缓冲区的字节数，这一点与read函数对其他类型文件的处理相同。另外还有*eof和*start两个输出值。Eof只是一个简单的标志，而start的用法就有点复杂了，它可以帮助实现大（大于一个内存页）的/proc文件。
Start参数的用法看起来有些特别，它用来指示要返回给用户的数据保存在内存页的什么位置。在我们的read_proc方法被调用时，*start的初始值为NULL。如果保留*start为空，内核将假定数据保存在内存页偏移量0的地方；也就是说，内核将对read_proc作如下简单假定：该函书将虚拟文件的整个内容放到了内存页，并同时忽略offset参数。相反，如果我们将*start设置为非空值，内核将认为由*start指向的数据是offset指定的偏移量处的数据，可直接返回给用户。通常，返回少量数据的简单read_proc 方法可忽略start参数，复杂的read_proc 方法会将“*start”设置为页面，并将所请求偏移处的数据放到内存页中。
长久以来，关于/proc文件还有另一个主要问题，这也是start意图解决的一个问题。有时，在连续的read调用之间，内核数据结构的ASCII表述会发生变化，以至于读取进程发现前后两次调用所获得的数据不一致。如果把*start设为一个小的整数值，那么调用程序可以利用它来增加filp->f_pos的值，而不依赖于返回的数据量，因此也就使得f_pos成为read_proc过程的一个内部记录值。例如，如果read_proc函数从一个大的结构数组返回数据，并且这些结构的前5个已经在第一次调用中返回，那么可将*start设置为5。下次调用中这个值将被作为偏移量；驱动程序也就知道应该从数组的第6个结构开始返回数据。
注意，还有一种更好的方法来实现/proc文件，该方法称为seq_file，稍后详细描述。
创建自己的/proc文件一旦定义好了一个read_proc函数，就需要把它与一个/proc入口项连接起来。这是通过create_proc_read_entry实现的。
Struct proc_dir_entry *create_proc_read_entry( const char *name , mode_t mode , struct proc_dir_entry *base , read_proc_t *read_proc ,void *data);
其中，name 是要创建的文件名称;mode是该文件的保护掩码（可传入0表示系统默认值）；base 指定该文件所在目录（如果base=NULL，则该文件江创建在/proc的根目录）；read_proc是实现该文件的read_proc函数。内核会忽略data参数，但是会将该参数传递给read_proc。
举例如下：
create_proc_read_entry( ”scullmem”, 0 , NULL , scull_read_procmem ,NULL);
上述代码在/proc目录下创建了一个称为scullmem的文件。
当然，在卸载模块时，/proc中的入口项也应被删除。 Remove_proc_entry(“scullmem” , NULL)。
Seq_file 接口针对/proc下大文件处理的不足而诞生了seq_file接口。
Seq_file接口假定我们正在创建的虚拟文件要顺序遍历一个项目序列，而这些项目正式必须要返回给用户空间的。为使用seq_file，我们必须创建一个简单的“迭代器（iterator）”对象，该对象用来表示项目序列中的位置，每前进一步，该对象输出序列中的一个项目。这听起来有些复杂，但实际上整个过程相当简单。
第一步：包含
Start始终会首先调用，该函数的原型如下：
Void * start（struct seq_file *sfile,loff_t *pos）；
这里的sfile 参数在大多数情况下可被忽略。Pos是一个整数的位置值，表明读取的位置。对位置的解释完全取决于迭代器的实现本身，并不一定非得是结果文件的字节位置。因为seq_file的实现通常要遍历一个项目序列，因此该位置通常被解释成为指向序列中下一个项目的游标。
Next 函数将迭代器移动到下一个位置，并在序列中没有其他项目时返回NULL。该方法的原型是：
Void *next（struct seq_file , void *v ,loff_t *pos ）
其中，v是先前对start或者next的调用所返回的迭代器，pos是文件的当前位置。Next方法应增加pos所指向的值。
当内核使用迭代器之后，会调用stop方法通知我们进行清除工作。
Void stop(struct seq_file *sfile , void *v)
在上述调用之间，内核会调用show方法来讲实际的数据输出到用户空间，该方法的原型如下：
Int show( struct seq_file *sfile , void *v );
该方法应该为迭代器ｖ所指向的项目建立输出。但是，它不能使用printk等函数，而要使用针对seq_file输出的一组特殊的函数：
Int seq_printf
Int seq_putc
Int seq_puts
Int seq_escape
Int seq_path
这里，我们定义了完整的迭代器操作函数，必须将这些函数打包并和/proc中的某个文件连接起来。首先要填充一个seq_operations 结构。
Static struct seq_operations scull_seq_ops = {
.start = scull_seq_start;
.next = scull_seq_next;
.stop = scull_seq_stop;
.show=scull_seq_show;
}
有了这个结构，我们必须创建一个内核能够理解的文件实现。在使用seq_file时，我们不使用先前描述的read_proc方法，而最好在略低的层次上连接/proc。也就是说，我们将创建一个file_operation结构，这个结构将实现内核在该/proc文件上进行读取和定位时所需要的操作。幸运的是，这个过程非常直接。首先创建一个open方法，该方法将文件连接到seq_file操作：
Static int scull_proc_open( struct inode * inode ,struct file *file)
{
Seq_open( file , &scull_seq_ops);
}
对seq_open的调用将file 结构和我们上面定义的顺序操作连接在一起。open是唯一由我们自己实现的文件操作，因此，我们的file_operations结构可如下定义：
Static struct file_operations scull_proc_ops = {
.owner = THIS_MODULE;
.open = scull_proc_open;
.read = seq_read,
.llseek = seq_lseek,
.releae = seq_release
}
这里，我们指定了我们自己的open 方法，但对其他的file_operations 成员，我们是用来已经定义好的seq_read、seq_lseek、seq_release方法。
最后，我们建立实际的/proc文件：
Entry = create_proc_entry( “scullseq ”,0,NULL)
If( entry )
Entry->proc_fops = &scull_proc_ops。
