Linux核心中讀寫檔案資料的方法

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Linux核心中讀寫檔案資料的方法
 
 
有時候需要在Linuxkernel--大多是在需要調試的驅動程式--中讀寫檔案資料。在kernel中操作檔案沒有標準庫可用,需要利用kernel的一些函數,這些函數主要有: filp_open() filp_close(), vfs_read()vfs_write(),set_fs(),get_fs()等,這些函數在linux/fs.h和asm/uaccess.h標頭檔中聲明。下面介紹主要步驟: 1. 開啟檔案


filp_open()在kernel中可以開啟檔案,其原形如下:strcut file* filp_open(const char* filename, int open_mode, int mode);該函數返回strcut file*結構指標,供後繼函數操作使用,該傳回值用IS_ERR()來檢驗其有效性。參數說明filename: 表明要開啟或建立檔案的名稱(包括路徑部分)。在核心中開啟的檔案時需要注意開啟的時機,很容易出現需要開啟檔案的驅動很早就載入並開啟檔案,但需要開啟的檔案所在裝置還不有掛載到檔案系統中,而導致開啟失敗。open_mode: 檔案的開啟檔案,其取值與標準庫中的open相應參數類似,可以取O_CREAT,O_RDWR,O_RDONLY等。mode:  建立檔案時使用,設定建立檔案的讀寫權限,其它情況可以匆略設為0  2. 讀寫檔案  kernel中檔案的讀寫操作可以使用vfs_read()和vfs_write,在使用這兩個函數前需要說明一下get_fs()和 set_fs()這兩個函數。vfs_read() vfs_write()兩函數的原形如下: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);注意這兩個函數的第二個參數buffer,前面都有__user修飾符,這就要求這兩個buffer指標都應該指向用空的記憶體,如果對該參數傳遞kernel空間的指標,這兩個函數都會返回失敗-EFAULT。但在Kernel中,我們一般不容易產生使用者空間的指標,或者不方便獨立使用使用者空間記憶體。要使這兩個讀寫函數使用kernel空間的buffer指標也能正確工作,需要使用set_fs()函數或宏(set_fs()可能是宏定義),如果為函數,其原形如下:void set_fs(mm_segment_t fs);該函數的作用是改變kernel對記憶體位址檢查的處理方式,其實該函數的參數fs只有兩個取值:USER_DS,KERNEL_DS,分別代表使用者空間和核心空間,預設情況下,kernel取值為USER_DS,即對使用者空間地址檢查並做變換。那麼要在這種對記憶體位址做檢查變換的函數中使用核心空間地址,就需要使用set_fs(KERNEL_DS)進行設定。get_fs()一般也可能是宏定義,它的作用是取得當前的設定,這兩個函數的一般用法為:mm_segment_t old_fs;old_fs = get_fs();set_fs(KERNEL_DS);...... //與記憶體有關的操作set_fs(old_fs);還有一些其它的核心功能也有用__user修飾的參數,在kernel中需要用kernel空間的記憶體代替時,都可以使用類似辦法。使用vfs_read()和vfs_write()最後需要注意的一點是最後的參數loff_t * pos,pos所指向的值要初始化,表明從檔案的什麼地方開始讀寫。  3. 關閉讀寫檔案  int filp_close(struct file*filp, fl_owner_t id);該函數的使用很簡單,第二個參數一般傳遞NULL值,也有用current->files作為實參的。  使用以上函數的其它注意點: 1. 其實Linux Kernel群組成員不贊成在kernel中獨立的讀寫檔案(這樣做可能會影響到策略和安全問題),對核心需要的檔案內容,最好由應用程式層配合完成。2. 在可載入的kernel module中使用這種方式讀寫檔案可能使模組載入失敗,原因是核心可能沒有EXPORT你所需要的所有這些函數。3.分析以上某些函數的參數可以看出,這些函數的正確運行需要依賴於進程環境,因此,有些函數不能在中斷的handle或Kernel中不屬於任可進程的代碼中執行,否則可能出現崩潰,要避免這種情況發生,可以在kernel中建立核心線程,將這些函數放線上程環境下執行(建立核心線程的方式請參數kernel_thread()函數)。

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