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在linux內核中操作文件的方法

時間:2015/6/28來源:IT貓撲網(wǎng)作者:網(wǎng)管聯(lián)盟我要評論(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:

  一個是要記得編譯的時候加上-D__KERNEL_SYSCALLS__

  另外源文件里面要#include   <linux/unistd.h>

  如果報錯,很可能是因為使用的緩沖區(qū)超過了用戶空間的地址范圍。一般系統(tǒng)調用會要求你使用的緩沖區(qū)不能在內核區(qū)。這個可以用set_fs()、get_fs()來解決。在讀寫文件前先得到當前fs:

  mm_segment_t   old_fs=get_fs();

  并設置當前fs為內核fs:set_fs(KERNEL_DS);

  在讀寫文件后再恢復原先fs:   set_fs(old_fs);

  set_fs()、get_fs()等相關宏在文件include/asm/uaccess.h中定義。

  個人感覺這個辦法比較簡單。

  另外就是用flip_open函數(shù)打開文件,得到struct file *的指針fp。使用指針fp進行相應操作,如讀文件可以用fp->f_ops->read。最后用filp_close()函數(shù)關閉文件。 filp_open()、filp_close()函數(shù)在fs/open.c定義,在include/linux/fs.h中聲明。

  解釋一點:

  系統(tǒng)調用本來是提供給用戶空間的程序訪問的,所以,對傳遞給它的參數(shù)(比如上面的buf),它默認會認為來自用戶空間,在->write()函數(shù)中,為了保護內核空間,一般會用get_fs()得到的值來和USER_DS進行比較,從而防止用戶空間程序"蓄意"破壞內核空間;

  而現(xiàn)在要在內核空間使用系統(tǒng)調用,此時傳遞給->write()的參數(shù)地址就是內核空間的地址了,在USER_DS之上(USER_DS ~ KERNEL_DS),如果不做任何其它處理,在write()函數(shù)中,會認為該地址超過了USER_DS范圍,所以會認為是用戶空間的"蓄意破壞",從而不允許進一步的執(zhí)行; 為了解決這個問題; set_fs(KERNEL_DS);將其能訪問的空間限制擴大到KERNEL_DS,這樣就可以在內核順利使用系統(tǒng)調用了!

  補充:

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

  #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))

  而它的注釋也很清楚:

  /*

  * 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.

  *

  * For historical reasons, these macros are grossly misnamed.

  */

  因此可以看到,fs的值是作為是否進行參數(shù)檢查的標志。系統(tǒng)調用的參數(shù)要求必須來自用戶空間,所以,當在內核中使用系統(tǒng)調用的時候,set_fs(get_ds())改變了用戶空間的限制,即擴大了用戶空間范圍,因此即可使用在內核中的參數(shù)了。

關鍵詞標簽:linux內核

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