Linux核心對檔案的讀寫操作

1.filp_open()在kernel中可以打開檔案，其原形如下：

Struct file* filp_open(const char* filename, int open_mode, int mode);

該函數傳回strcut file*結構指針，供後繼函數操作使用，該傳回值用IS_ERR()來檢驗其有效性。

2. 讀寫檔案（vfs_read/vfs_write）

　　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指針都應該指向用空的記憶體，如果對該參數傳遞kernel空間的指針，這兩個函數都會傳回失敗-EFAULT。但在Kernel中，我們一般不容易生成使用者空間的指針，或者不友善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指針也能正确工作，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隻有兩個取值：USER_DS，KERNEL_DS，分别代表使用者空間和核心空間，預設情況下，kernel取值為USER_DS，即對使用者空間位址檢查并做變換。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位址，就需要使用set_fs(KERNEL_DS)進行設定。get_fs()一般也可能是宏定義，它的作用是取得目前的設定，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函數也有用__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。

代碼：寫入hello world到output.txt

#include "linux/init.h"

#include "linux/kernel.h"

#include "linux/module.h" 

#include "linux/fs.h"

#include "asm/uaccess.h"

static char buf[]="Hello World";

static char buf1[20]={"\0"};

static int __init hello_init(void) {

        struct file *fp;

            mm_segment_t fs;

            loff_t pos;

            fp=filp_open("./output.txt",O_RDWR|O_CREAT,0644);

            if(IS_ERR(fp)){

                  printk("create file error\n");

                  return -1;

            }    

            fs=get_fs();

            set_fs(KERNEL_DS);

            pos=0;

            vfs_write(fp,buf,sizeof(buf),&pos);

            pos=0;

            vfs_read(fp,buf1,sizeof(buf),&pos);

          printk("read %s\n",buf1);

            filp_close(fp,NULL);

            set_fs(fs);

        return 0;

}

static void __exit hello_exit(void) {

        printk(KERN_ALERT "Goodbye!\n");

}

module_init(hello_init); 

module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL"); 

MODULE_DESCRIPTION("hello");

代碼2：建立線程循環寫入1～9

#include "linux/init.h"

#include "linux/kernel.h"

#include "linux/module.h" 

#include "linux/fs.h"

#include "asm/uaccess.h"

#include "linux/sched.h"

#include "linux/kthread.h"

#include "linux/delay.h"

static char  buf[1]="1";

static struct task_struct *my_thread=NULL;

static struct file *fp;

static mm_segment_t fs;

static loff_t pos;

int thread_func(void *data){

      while(!kthread_should_stop()){

            fs=get_fs();

            set_fs(KERNEL_DS);

            vfs_write(fp,buf,sizeof(buf),&pos);

            if(buf[0]<'9'){

                  buf[0]++;

            }else{

                  buf[0]='1';

            }  

            set_fs(fs);

            ssleep(3);

      }

            filp_close(fp,NULL);

      return 0;

}

static int __init hello_init(void){

      fp=filp_open("output.txt",O_RDWR|O_CREAT,0644);

      if(IS_ERR(fp)){

            printk("create file error\n");

            return -1;

      }    

      my_thread=kthread_run(thread_func,NULL,"my_thread");

      return 0;

}

static void __exit hello_exit(void) {

      if(my_thread){

            printk("stop mythread\n");

            kthread_stop(my_thread);

      }

}

module_init(hello_init); 

module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL"); 

MODULE_DESCRIPTION("hello");

Makefile:

obj-m:=*.o

KERNELBUILD :=/lib/modules/$(shell uname -r)/build

default:

      make -C $(KERNELBUILD) M=$(shell pwd) modules

clean:

      rm -rf *.o *.ko *.mod.c .*.cmd *.markers *.order *.symvers .tmp_versions