Linux内核对文件的读写操作

1.filp_open()在kernel中可以打开文件，其原形如下：

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

该函数返回strcut file*结构指针，供后继函数操作使用，该返回值用IS_ERR()来检验其有效性。

2. 读写文件（vfs_read/vfs_write）

　　kernel中文件的读写操作可以使用vfs_read()和vfs_write，在使用这两个函数前需要说明一下get_fs()和 set_fs()这两个函数。

　　vfs_read() vfs_write()两函数的原形如下：

　　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);

　　注意这两个函数的第二个参数buffer，前面都有__user修饰符，这就要求这两个buffer指针都应该指向用空的内存，如果对该参数传递kernel空间的指针，这两个函数都会返回失败-EFAULT。但在Kernel中，我们一般不容易生成用户空间的指针，或者不方便独立使用用户空间内存。要使这两个读写函数使用kernel空间的buffer指针也能正确工作，需要使用set_fs()函数或宏(set_fs()可能是宏定义)，如果为函数，其原形如下：

　　void set_fs(mm_segment_t fs);

　　该函数的作用是改变kernel对内存地址检查的处理方式，其实该函数的参数fs只有两个取值：USER_DS，KERNEL_DS，分别代表用户空间和内核空间，默认情况下，kernel取值为USER_DS，即对用户空间地址检查并做变换。那么要在这种对内存地址做检查变换的函数中使用内核空间地址，就需要使用set_fs(KERNEL_DS)进行设置。get_fs()一般也可能是宏定义，它的作用是取得当前的设置，这两个函数的一般用法为：

　　mm_segment_t old_fs;

　　old_fs = get_fs();

　　set_fs(KERNEL_DS);

　　...... //与内存有关的操作

　　set_fs(old_fs);

　　还有一些其它的内核函数也有用__user修饰的参数，在kernel中需要用kernel空间的内存代替时，都可以使用类似办法。

　　使用vfs_read()和vfs_write()最后需要注意的一点是最后的参数loff_t * pos，pos所指向的值要初始化，表明从文件的什么地方开始读写。

代码：写入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");

代码2：创建线程循环写入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