嵌入式 procfs编程小结
1、重要函数以及结构体：
procfs是比较老的一种用户态与内核态的数据交换方式，内核的很多数据都是通过这种方式出口给用户的，内核的很多参数也是通过这种方式来让用户方便设置的。
struct proc_dir_entry *create_proc_entry(constchar *name, mode_t mode,
struct proc_dir_entry *parent)
该函数用于创建一个正常的proc条目，参数name给出要建立的proc条目的名称，参数mode给出了建立的该proc条目的访问权限，参数parent指定建立的proc条目所在的目录。如果要在/proc下建立proc条目，parent应当为NULL。
/*
* Remove a /proc entry and free it if it's not currently in use.
*/
void remove_proc_entry(constchar *name, struct proc_dir_entry *parent)
该函数用于删除上面函数创建的proc条目，参数name给出要删除的proc条目的名称，参数parent指定建立的proc条目所在的目录。
cmdline：系统启动时输入给内核命令行参数
cpuinfo：CPU的硬件信息 (型号, 家族, 缓存大小等)
devices：主设备号及设备组的列表，当前加载的各种设备（块设备/字符设备）
dma：使用的DMA通道
filesystems：当前内核支持的文件系统，当没有给 mount(1) 指明哪个文件系统的时候， mount(1) 就依靠该文件遍历不同的文件系统
interrupts ：中断的使用及触发次数，调试中断时很有用
ioports I/O：当前在用的已注册 I/O 端口范围
kcore：该伪文件以 core 文件格式给出了系统的物理内存映象(比较有用)，可以用 GDB 查探当前内核的任意数据结构。该文件的总长度是物理内存 (RAM) 的大小再加上 4KB
kmsg：可以用该文件取代系统调用 syslog(2) 来记录内核日志信息，对应dmesg命令
kallsym：内核符号表，该文件保存了内核输出的符号定义, modules(X)使用该文件动态地连接和捆绑可装载的模块
loadavg：负载均衡，平均负载数给出了在过去的 1、 5,、15 分钟里在运行队列里的任务数、总作业数以及正在运行的作业总数。
locks：内核锁 。
meminfo物理内存、交换空间等的信息，系统内存占用情况，对应df命令。
misc：杂项 。
modules：已经加载的模块列表，对应lsmod命令 。
mounts：已加载的文件系统的列表，对应mount命令，无参数。
partitions：系统识别的分区表 。
slabinfo：sla池信息。
stat：全面统计状态表，CPU内存的利用率等都是从这里提取数据。对应ps命令。
swaps：对换空间的利用情况。
version：指明了当前正在运行的内核版本。
/proc目录下常见的就是上述几个文件和目录。需要格外注意的就是三个黄色的目录：net、scsi和sys。sys目录是可写的，可以通过它来访问或修改内核的某些控制参数，sysctl命令接口会用到/proc/sys目录，这里我就不展开了，在介绍sysctl章节时详细讨论。而net和scsi则依赖于内核配置，协议栈和我们前面介绍过的Netfitler都在/proc/net目录下建立了各自的某些控制信息所对应的文件。如果系统不支持scsi，则 scsi目录就不存在。
接下来我们就来实践一下Linux所提供给我们的proc机制来完成用户和内核空间的通信。
如果要在/proc目录下创建一个目录，一般用：
struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name,
struct proc_dir_entry *parent)
其中，name为待创建的目录名；parent为待创建目录的上一级目录，如果为NULL则表示默认创建到/proc目录下。而如果要在/proc目录下创建一个文件，一般用：
struct proc_dir_entry *create_proc_entry(const char *name,
mode_t mode,
struct proc_dir_entry *parent)
name和parent的意义同proc_mkdir，mode指明了待创建文件的权限，即是否可读可写，或哪些用户可读，哪些用户可写。这两个函数均返回一个struct proc_dir_entry{}结构体的实例，该结构体定义在linux-2.6.21\include\linux\proc_fs.h文件中，如下：
点击(此处)折叠或打开
- struct proc_dir_entry {
- … …
- const struct inode_operations *proc_iops;
- const struct file_operations *proc_fops;
- … …
- read_proc_t *read_proc;
- write_proc_t *write_proc;
- … …
- };
比较重要的两个成员函数是read_proc和write_proc，分别指向proc目录下待创建的文件被“读”和“写”的时候的回调处理函数(重要)。
读函数的原型：
int read_proc(char *page, char **start, off_t off,int count, int *eof, void *data);
当我们通过诸如“cat”之类的命令来读取/proc目录下的文件内容时，内核会分配给proc读取程序一页大小的内存空间，即PAGE_SIZE大小，proc的驱动程序会自动将这块内存中的数据复制到用户空间，最终待访问的proc文件的read_proc回调函数会被调用，其中：
page：将需要传递给用户的数据复制到这个缓冲区地址里。这个缓冲区是内核空间的，不需要用户调用copy_to_user()之类的函数，系统会自动将page中的数据复制给用户。
start：在page所指向的缓冲区中需要复制给用户数据的起始地址。一般不使用。
off：用户打算读取文件时的偏移地址，即从这个地址开始读取。类似用户空间lseek移动文件指针的作用。
count：用户要求读取的字节数。
eof：如果读到文件结尾，当驱动程序的数据发送完毕时将这个值置为1，发送给用户，我们可以通过该值判断是否读取到文件末尾。
data：私有数据指针，一般不用。
写函数的原型：
int write_proc(struct file *file, const char __user *buffer,unsigned long count, void *data);
file：内核中一个打开的文件结构，通常忽略。
buffer：用户空间传递过来的数据指针，用户待写入文件的数据就存储在这个值所指向的地址区域中。而这家伙实际上是一个用户空间地址，内核中不能直接拿来用，需要调用诸如copy_from_user()之类的函数来讲用户空间的数据复制到内核空间来。
count：用户待写入文件的字节数。
data：一般不用。
删除proc文件比较简单，调用：
void remove_proc_entry(const char *name, struct proc_dir_entry *parent)
下面首先例出这组函数，再给出一个例子。
一、相关函数和结构体
1，struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name,
struct proc_dir_entry *parent)//在parent目录创建一个名为name的目录。
比如：struct proc_dir_entry *proc_net_ipsec_dir = proc_mkdir("ipsec", proc_net);//在proc_net目录创建名为ipsec的目录
其中proc_net相当于宏，指/proc/net目录，如果第二个参数传NULL,即指默认/proc目录。以下是几个类似的宏。
proc_root_fs /proc
proc_net /proc/net
proc_bus /proc/bus
proc_root_driver /proc/driver
2，再继续第二个函数之前有必要先说下porc_mkdir的返回值，它是一个结构体struct pro_dir_entry
struct proc_dir_entry {
unsigned int low_ino;
unsigned short namelen;
const char *name;
mode_t mode;
nlink_t nlink;
uid_t uid;
gid_t gid;
unsigned long size;
struct inode_operations * proc_iops;
struct file_operations * proc_fops;
get_info_t *get_info;
struct module *owner;
struct proc_dir_entry *next, *parent, *subdir;
void *data;
read_proc_t *read_proc;
write_proc_t *write_proc;
atomic_t count; /* use count */
int deleted; /* delete flag */
};
里面包含了一个文件（Linux把所有对象都当文件看代，目录当然也是一个文件）所有属性，比如：文件名、权限、uid、gid、前一级目录、包含的子目录等等，我记得在APUE2e在讲解文件系统时讲到过，所以可以结合上面内容进行理解。
这次我们不对这些属性感兴趣，主要是关注下目录的读写函数，即read_proc和write_proc,一会例子中会提到。
3，struct proc_dir_entry *create_proc_entry(const char *name, mode_t mode,
struct proc_dir_entry *parent)//在parent目录创建一个名为name,权限为mode的文件。
比如：struct proc_dir_entry * item = create_proc_entry("klipsdebug", 0400, "/proc/ipsec")//在/proc/ipsec目录创建一个权限为0400(只读)的文件klipsdebug
4，create_proc_entry执行后返回的proc_dir_entry可以自己指定read、write等函数，如果只需要read函数，可以使用
static inline 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)
它其实是对create_proc_entry进行了封装，把create_proc_read_entry的传入值read_proc赋给了create_proc_entry返回值的read_proc成员，具体可看内核实现。
5，struct proc_dir_entry *proc_symlink( const char *name,
struct proc_dir_entry *parent,
const char *dest );//在parent目录创建指定dest目录的名为name的符号链接。
比如： proc_symlink("ipsec_eroute", proc_net, "ipsec/eroute/all");//在/proc/net创建指向/proc/net/ipsec/eroute/all的符号链接ipsec_eroute。
6，void remove_proc_entry( const char *name, struct proc_dir_entry *parent );//删除parent目录中的名为name的文件
7，还有两上函数比较重要，就是之前提到的read、write函数中需要调用的函数，这两个函数即完成了用户空间和内核空间的数据交互。
unsigned long copy_to_user( void __user *to,
const void *from,
unsigned long n );//
unsigned long copy_from_user( void *to,
const void __user *from,
unsigned long n );
我的个人小示例：
root@u12d32:/qy_work/work_hi3518a/hi_test/c_hi3518/proc_programme# cat proc_pgrm.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/sched.h>
#include <asm/uaccess.h>
#define STRINGLEN 2048
char global_buffer[STRINGLEN];
struct proc_dir_entry *example_dir, *hello_file;
int proc_read_hello(char *page, char **start, off_t off, int count, int *eof,void *data)
{
int len;
len = sprintf(page, global_buffer); //把global_buffer的内容显示给访问者
return len;
}
int proc_write_hello(struct file *file, const char *buffer, unsigned long count,void *data)
{
int len;
if (count == STRINGLEN)
{
len = STRINGLEN - 1;
}
else
{
len = count;
}
copy_from_user(global_buffer, buffer, len);
global_buffer[len] = '\0';
return len;
}
static int __init proc_test_init(void) {
example_dir = proc_mkdir("proc_test", NULL);
hello_file = create_proc_entry("hello", S_IRUGO, example_dir);
strcpy(global_buffer, "hello\tjoseph\tkongjun\tdate\n\n");
hello_file->read_proc = proc_read_hello;
hello_file->write_proc = proc_write_hello;
return 0;
}
static void __exit proc_test_exit(void) {
remove_proc_entry("hello", example_dir);
remove_proc_entry("proc_test", NULL);
}
module_init(proc_test_init);
module_exit(proc_test_exit);
MODULE_AUTHOR("xxxx");
MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_DESCRIPTION("joseph_proc creat succeed ! ");
Makefile：
root@u12d32:/qy_work/work_hi3518a/hi_test/c_hi3518/proc_programme# cat Makefile
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := proc_pgrm.o
else
KERNELDIR ?= /home/kongjun/mywork/develop_kj/Hi3518_SDK_V1.0.3.0/osdrv/kernel/linux-3.0.y
KERNELDIR_X86 ?= /usr/src/linux-headers-3.5.0-34-generic
PWD := $(shell pwd)
modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR_X86) M=$(PWD) modules
endif
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions *.symvers *.order
root@u12d32:/qy_work/work_hi3518a/hi_test/c_hi3518/proc_programme#