linux 内核文件读写
有时候需要在Linux kernel中读写文件数据。在kernel中操作文件没有标准库可用，需要利用kernel的一些函数，这些函数主要有： filp_open() filp_close(), vfs_read() vfs_write()，set_fs()，get_fs()等，这些函数在linux/fs.h和asm/uaccess.h头文件中声明。
用户空间 内核
open() sys_open(), filp_open()
close() sys_close(), filp_close()
read() sys_read(), vfs_read()
write() sys_write(), vfs_write()
下面介绍主要步骤
打开文件
filp_open()在kernel中可以打开文件，其原形如下：
strcut 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。
参数说明：
filename： 表明要打开或创建文件的名称(包括路径部分)。在内核中打开的文件时需要注意打开的时机，很容易出现需要打开文件的驱动很早就加载并打开文件，但需要打开的文件所在设备还没有挂载到文件系统中，而导致打开失败。
open_mode： 文件的打开方式，其取值与标准库中的open相应参数类似，可以取O_CREAT,O_RDWR,O_RDONLY等。
mode： 创建文件时使用，设置创建文件的读写权限，其它情况可以匆略设为0
读写文件
旧版本的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。
当然也可以不使用这两个函数，新内核使用以下函数封装了：
ssize_t kernel_read(struct file *file, void *buf, size_t count, loff_t *pos)/* 会改变pos的值 */
{
mm_segment_t old_fs;
ssize_t result;
old_fs = get_fs();
set_fs(get_ds());
/* The cast to a user pointer is valid due to the set_fs() */
result = vfs_read(file, (void __user *)buf, count, pos);
set_fs(old_fs);
return result;
}
EXPORT_SYMBOL(kernel_read);
ssize_t kernel_write(struct file *file, const void *buf, size_t count,
loff_t *pos) /* 会改变pos的值 */
{
mm_segment_t old_fs;
ssize_t res;
old_fs = get_fs();
set_fs(get_ds());
/* The cast to a user pointer is valid due to the set_fs() */
res = vfs_write(file, (__force const char __user *)buf, count, pos);
set_fs(old_fs);
return res;
}
EXPORT_SYMBOL(kernel_write);
关闭读写文件
int filp_close(struct file*filp, fl_owner_t id);
该函数的使用很简单，第二个参数一般传递NULL值，也有用current->files作为实参的。
使用以上函数的其它注意点：
1. 其实Linux Kernel组成员不赞成在kernel中独立的读写文件(这样做可能会影响到策略和安全问题)，对内核需要的文件内容，最好由应用层配合完成。
2. 在可加载的kernel module中使用这种方式读写文件可能使模块加载失败，原因是内核可能没有EXPORT你所需要的所有这些函数。
3. 分析以上某些函数的参数可以看出，这些函数的正确运行需要依赖于进程环境，因此，有些函数不能在中断的handle或Kernel中不属于任可进程的代码中执行，否则可能出现崩溃，要避免这种情况发生，可以在kernel中创建内核线程，将这些函数放在线程环境下执行(创建内核线程的方式请参数kernel_thread()函数)。
示例
旧接口
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
static char buf[] ="5555";
static char buf1[10];
int __init hello_init(void)
{
struct file *fp;
mm_segment_t fs;
loff_t pos;
printk("hello enter\n");
fp =filp_open("/lib/kernel_file",O_RDWR | O_CREAT,0644);
if (IS_ERR(fp)){ //错误判断标准写法
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;
}
void __exit hello_exit(void)
{
printk("hello exit\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
新接口
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
static char buf[] ="5555";
static char buf1[10];
int __init hello_init(void)
{
struct file *fp;
loff_t pos;
printk("hello enter\n");
fp =filp_open("/lib/kernel_file",O_RDWR | O_CREAT,0644);
if (IS_ERR(fp)){ //错误判断标准写法
printk("create file error\n");
return -1;
}
pos =0;
kernel_write(fp,buf, sizeof(buf), &pos);
pos =0;
kernel_read(fp,buf1, sizeof(buf), &pos);
printk("read: %s\n",buf1);
filp_close(fp,NULL);
return 0;
}
void __exit hello_exit(void)
{
printk("hello exit\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
内核读文件一行处理
非内核标准
#define LIC_LEN 128
static char *ncore_fgets(char *str, int size, struct file *filp)
{
char *cp;
int len, readlen;
if (filp) {
for (cp = str, len = -1, readlen = 0; readlen < size - 1; ++cp, ++readlen) {
if ((len = kernel_read(filp, cp, 1, &filp->f_pos)) <= 0)
break;
if (*cp == '\n') {
++cp;
++readlen;
break;
}
}
*cp = 0;
return (len < 0 || readlen == 0) ? NULL : str;
} else
return NULL;
}
内核中清空文件
非内核标准。
int kernel_clear_file(struct file *fp)
{
mm_segment_t old_fs;
ssize_t result = 0;
if (!fp)
return -1;
old_fs = get_fs();
set_fs(get_ds());
if (vfs_truncate(&(fp->f_path), 0) < 0){
result = -1;
goto ret;
}
if (vfs_llseek(fp,0,SEEK_SET) < 0){
result = -1;
goto ret;
}
ret:
set_fs(old_fs);
return result;
}