在linux内核中操作文件的方法

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在linux内核中操作文件的方法 时间：2015/6/28来源：IT猫扑网作者：网管联盟我要评论(0)

　　#include <linux/kernel.h>

　　#include <linux/module.h>

　　#include <linux/init.h>

　　#include <linux/fs.h>

　　#include <linux/string.h>

　　#include <linux/mm.h>

　　#include <linux/syscalls.h>

　　#include <asm/unistd.h>

　　#include <asm/uaccess.h>

　　#define MY_FILE "/root/LogFile"

　　char buf[128];

　　struct file *file = NULL;

　　static int __init init(void)

　　{

　　mm_segment_t old_fs;

　　printk("Hello, I'm the module that intends to write messages to file.\n");

　　if(file == NULL)

　　file = filp_open(MY_FILE, O_RDWR | O_APPEND | O_CREAT, 0644);

　　if (IS_ERR(file)) {

　　printk("error occured while opening file %s, exiting...\n", MY_FILE);

　　return 0;

　　}

　　sprintf(buf,"%s", "The Messages.");

　　old_fs = get_fs();

　　set_fs(KERNEL_DS);

　　file->f_op->write(file, (char *)buf, sizeof(buf), &file->f_pos);

　　set_fs(old_fs);

　　return 0;

　　}

　　static void __exit fini(void)

　　{

　　if(file != NULL)

　　filp_close(file, NULL);

　　}

　　module_init(init);

　　module_exit(fini);

　　MODULE_LICENSE("GPL");

　　其中:

　　typedef struct {

　　unsigned long seg;

　　} mm_segment_t;

　　#define KERNEL_DS MAKE_MM_SEG(0xFFFFFFFFUL)

　　#define MAKE_MM_SEG(s) ((mm_segment_t) { (s) })

　　基本思想:

　　一个是要记得编译的时候加上-D__KERNEL_SYSCALLS__

　　另外源文件里面要#include <linux/unistd.h>

　　如果报错，很可能是因为使用的缓冲区超过了用户空间的地址范围。一般系统调用会要求你使用的缓冲区不能在内核区。这个可以用set_fs()、get_fs()来解决。在读写文件前先得到当前fs：

　　mm_segment_t old_fs=get_fs();

　　并设置当前fs为内核fs：set_fs(KERNEL_DS);

　　在读写文件后再恢复原先fs: set_fs(old_fs);

　　set_fs()、get_fs()等相关宏在文件include/asm/uaccess.h中定义。

　　个人感觉这个办法比较简单。

　　另外就是用flip_open函数打开文件，得到struct file *的指针fp。使用指针fp进行相应操作，如读文件可以用fp->f_ops->read。最后用filp_close()函数关闭文件。 filp_open()、filp_close()函数在fs/open.c定义，在include/linux/fs.h中声明。

　　解释一点:

　　系统调用本来是提供给用户空间的程序访问的，所以，对传递给它的参数（比如上面的buf），它默认会认为来自用户空间，在->write()函数中，为了保护内核空间，一般会用get_fs()得到的值来和USER_DS进行比较，从而防止用户空间程序"蓄意"破坏内核空间；

　　而现在要在内核空间使用系统调用，此时传递给->write（）的参数地址就是内核空间的地址了，在USER_DS之上(USER_DS ~ KERNEL_DS)，如果不做任何其它处理，在write()函数中，会认为该地址超过了USER_DS范围，所以会认为是用户空间的"蓄意破坏"，从而不允许进一步的执行；为了解决这个问题； set_fs(KERNEL_DS);将其能访问的空间限制扩大到KERNEL_DS,这样就可以在内核顺利使用系统调用了！

　　补充:

　　我看了一下源码，在include/asm/uaccess.h中，有如下定义：

　　#define MAKE_MM_SEG(s) ((mm_segment_t) { (s) })

　　#define KERNEL_DS MAKE_MM_SEG(0xFFFFFFFF)

　　#define USER_DS MAKE_MM_SEG(PAGE_OFFSET)

　　#define get_ds() (KERNEL_DS)

　　#define get_fs() (current->addr_limit)

　　#define set_fs(x) (current->addr_limit = (x))

　　而它的注释也很清楚：

　　* The fs value determines whether argument validity checking should be

　　* performed or not. If get_fs() == USER_DS, checking is performed, with

　　* get_fs() == KERNEL_DS, checking is bypassed.