kk Blog —— 通用基础

date [-d @int|str] [+%s|"+%F %T"]

linux内核文件读取

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
// test_file.c

#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() */


static int __init file_test_init(void)
{
	char *FILE_DIR = "/root/test.txt";
	char *buff = "module read/write test";
	char tmp[100];
	struct file *filp = NULL;
	mm_segment_t old_fs;
	ssize_t ret;
   
	filp = filp_open(FILE_DIR, O_RDWR | O_CREAT, 0644);
   
	if(IS_ERR(filp)) {
		printk("open error...\n");
		return -2;
	}
   
	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;
	}

	filp_close(filp, NULL);
	return 0;
}

static void __exit file_test_exit(void)
{
	printk("file test exit\n");
}

module_init(file_test_init);
module_exit(file_test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
// Makefile

obj-m := test_file.o

KDIR := /lib/modules/$(uname -r)/build/
PWD := $(shellpwd)

all:
      make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
      make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#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。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。