用户空间的open,read,write,llseek等函数在内核中对应的函数

【转】发表于 2009-12-12 14:42 | 只看该作者

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平时网络部分的东西碰的多些，这块一开始还真不知道怎么写，因为肯定和在用户空间下是不同的。google过后，得到以下答案。一般可以用两种方法：第一种是用系统调用。第二种方法是filp->open()等函数。下面分别来说下这两种方法。 1 利用系统调用： sys_open,sys_write,sys_read等。 其实分析过sys_open可以知道，最后调用的也是filp->open。 sys_open ==> do_sys_open ==> filp->open 在linuxsir上的一个帖子，上面一个版主说：sys_open和进程紧密相关，往往不在内核中使用。 而其实sys_open最后也是调用了filp->open。 其实好像Linux2.6.20后面就不推荐使用sys_open,那我们这里就就后者进行详细的介绍 2 filp->open等函数。 在模块中，用户空间的open,read,write,llseek等函数都是不可以使用的。应该使用其在内核中对应的函数。可以使用filp->open配合struct file里的read/write来进行对文件的读写操作。 例子1： #include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <asm/uaccess.h> #include <linux/mm.h> MODULE_AUTHOR("[email protected]."); MODULE_DESCRIPTION("Kernel study and test."); void fileread(const char * filename) {   struct file *filp;   struct inode *inode;   mm_segment_t fs;   off_t fsize;   char *buf;   unsigned long magic;   printk("<1>start....\n");   filp=filp_open(filename,O_RDONLY,0);   inode=filp->f_dentry->d_inode;        magic=inode->i_sb->s_magic;   printk("<1>file system magic:%li \n",magic);   printk("<1>super blocksize:%li \n",inode->i_sb->s_blocksize);   printk("<1>inode %li \n",inode->i_ino);   fsize=inode->i_size;   printk("<1>file size:%i \n",(int)fsize);   buf=(char *) kmalloc(fsize+1,GFP_ATOMIC);   fs=get_fs();   set_fs(KERNEL_DS);   filp->f_op->read(filp,buf,fsize,&(filp->f_pos));   set_fs(fs);   buf[fsize]='\0';   printk("<1>The File Content is:\n");   printk("<1>%s",buf);   filp_close(filp,NULL); } void filewrite(char* filename, char* data) {   struct file *filp; mm_segment_t fs; filp = filp_open(filename, O_RDWR|O_APPEND, 0644); if(IS_ERR(filp))     {       printk("open error...\n");       return;         }      fs=get_fs();   set_fs(KERNEL_DS);   filp->f_op->write(filp, data, strlen(data),&filp->f_pos);   set_fs(fs);   filp_close(filp,NULL); } int init_module() {   char *filename="/root/test1.c";   printk("<1>Read File from Kernel.\n");   fileread(filename);   filewrite(filename, "kernel write test\n");   return 0; } void cleanup_module() {   printk("<1>Good,Bye!\n"); } 复制代码 eg2： #include<linux/module.h> #include<linux/kernel.h> #include<linux/init.h> #include<linux/types.h> #include<linux/fs.h> #include<linux/string.h> #include<asm/uaccess.h> /* get_fs(),set_fs(),get_ds() */ #define FILE_DIR "/root/test.txt" MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("[email protected]"); char *buff = "module read/write test"; char tmp[100]; static struct file *filp = NULL; static int __init wr_test_init(void) {     mm_segment_t old_fs;     ssize_t ret;         filp = filp_open(FILE_DIR, O_RDWR | O_CREAT, 0644);         //    if(!filp)     if(IS_ERR(filp))         printk("open error...\n");         old_fs = get_fs();     set_fs(get_ds());         filp->f_op->write(filp, buff, strlen(buff), &filp->f_pos);         filp->f_op->llseek(filp,0,0);     ret = filp->f_op->read(filp, tmp, strlen(buff), &filp->f_pos);         set_fs(old_fs);         if(ret > 0)         printk("%s\n",tmp);     else if(ret == 0)         printk("read nothing.............\n");     else         {             printk("read error\n");             return -1;         }     return 0; } static void __exit wr_test_exit(void) {     if(filp)         filp_close(filp,NULL); } module_init(wr_test_init); module_exit(wr_test_exit); 复制代码 3.Makefile obj-m := os_attack.o KDIR := /lib/modules/$(uname -r)/build/ PWD := $(shell pwd) all:module module:         $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules clean:         rm -rf *.ko *.mod.c *.o Module.* modules.* .*.cmd .tmp_versions 复制代码 注意： 在调用filp->f_op->read和filp->f_op->write等对文件的操作之前，应该先设置FS。 默认情况下，filp->f_op->read或者filp->f_op->write会对传进来的参数buff进行指针检查。如果不是在用户空间会拒绝访问。因为是在内核模块中，所以buff肯定不在用户空间，所以要增大其寻址范围。 拿filp->f_op->write为例来说明： filp->f_op->write最终会调用access_ok ==> range_ok. 而range_ok会判断访问的地址是否在0 ～ addr_limit之间。如果在，则ok，继续。如果不在，则禁止访问。而内核空间传过来的buff肯定大于addr_limit。所以要set_fs(get_ds())。 这些函数在asm/uaccess.h中定义。以下是这个头文件中的部分内容： #define MAKE_MM_SEG(s)    ((mm_segment_t) { (s) }) #define KERNEL_DS    MAKE_MM_SEG(-1UL) #define USER_DS        MAKE_MM_SEG(PAGE_OFFSET) #define get_ds()    (KERNEL_DS) #define get_fs()    (current_thread_info()->addr_limit) #define set_fs(x)    (current_thread_info()->addr_limit = (x)) #define segment_eq(a, b)    ((a).seg == (b).seg) 可以看到set_fs(get_ds())改变了addr_limit的值。这样就使得从模块中传递进去的参数也可以正常使用了。 在写测试模块的时候，要实现的功能是写进去什么，然后读出来放在tmp数组中。但写完了以后filp->f_ops已经在末尾了，这个时候读是什么也读不到的，如果想要读到数据，则应该改变filp->f-ops的值，这就要用到filp->f_op->llseek函数了。上网查了下，其中的参数需要记下笔记： 系统调用： off_t sys_lseek(unsigned int fd, off_t offset, unsigned int origin) offset是偏移量。 若origin是SEEK_SET(0)，则将该文件的位移量设置为距文件开始处offset 个字节。 若origin是SEEK_CUR(1)，则将该文件的位移量设置为其当前值加offset, offset可为正或负。 若origin是SEEK_END(2)，则将该文件的位移量设置为文件长度加offset, offset可为正或负。 ok,that's all.