昕的含义是什么:使用/proc文件系统来访问Linux内核(中)

　清单 4. 编译 LKM
代码: [root@plato]# make -C /usr/src/linux-`uname -r` SUBDIRS=$PWD modules
make: Entering directory `/usr/src/linux-2.6.11‘
  CC [M]  /root/projects/misc/module2.6/simple/simple-lkm.o
  Building modules, stage 2.
  MODPOST
  CC      /root/projects/misc/module2.6/simple/simple-lkm.mod.o
  LD [M]  /root/projects/misc/module2.6/simple/simple-lkm.ko
make: Leaving directory `/usr/src/linux-2.6.11‘
[root@plato]#



　　结果会生成一个 simple-lkm.ko文件。这个新的命名约定可以帮助将这些内核对象（LKM）与标准对象区分开来。现在可以加载或卸载这个模块了，然后可以查看它的输出。要加载这个模块，请使用 insmod 命令；反之，要卸载这个模块，请使用 rmmod 命令。lsmod 可以显示当前加载的 LKM（参见清单 5）。

清单 5. 插入、检查和删除 LKM
代码: [root@plato]# insmod simple-lkm.ko
[root@plato]# lsmod
Module                  Size  Used by
simple_lkm              1536  0
autofs4                26244  0
video                  13956  0
button                  5264  0
battery                 7684  0
ac                      3716  0
yenta_socket           18952  3
rsrc_nonstatic          9472  1 yenta_socket
uhci_hcd               32144  0
i2c_piix4               7824  0
dm_mod                 56468  3
[root@plato]# rmmod simple-lkm
[root@plato]#



注意，内核的输出进到了内核回环缓冲区中，而不是打印到 stdout 上，这是因为 stdout是进程特有的环境。要查看内核回环缓冲区中的消息，可以使用 dmesg 工具（或者通过 /proc 本身使用 cat /proc/kmsg命令）。清单 6 给出了 dmesg 显示的最后几条消息。


清单 6. 查看来自 LKM 的内核输出
代码: [root@plato]# dmesg | tail -5
cs: IO port probe 0xa00-0xaff: clean.
eth0: Link is down
eth0: Link is up, running at 100Mbit half-duplex
my_module_init called.  Module is now loaded.
my_module_cleanup called.  Module is now unloaded.
[root@plato]#



可以在内核输出中看到这个模块的消息。现在让我们暂时离开这个简单的例子，来看几个可以用来开发有用 LKM 的内核 API。

集成到 /proc 文件系统中

内核程序员可以使用的标准 API，LKM 程序员也可以使用。LKM 甚至可以导出内核使用的新变量和函数。有关 API 的完整介绍已经超出了本文的范围，因此我们在这里只是简单地介绍后面在展示一个更有用的 LKM 时所使用的几个元素。

创建并删除 /proc 项

要在 /proc 文件系统中创建一个虚拟文件，请使用 create_proc_entry函数。这个函数可以接收一个文件名、一组权限和这个文件在 /proc 文件系统中出现的位置。create_proc_entry 的返回值是一个proc_dir_entry 指针（或者为 NULL，说明在 create时发生了错误）。然后就可以使用这个返回的指针来配置这个虚拟文件的其他参数，例如在对该文件执行读操作时应该调用的函数。create_proc_entry 的原型和 proc_dir_entry 结构中的一部分如清单 7 所示。


清单 7. 用来管理 /proc 文件系统项的元素
代码: struct proc_dir_entry *create_proc_entry( const char *name, mode_t mode,
                                             struct proc_dir_entry *parent );

struct proc_dir_entry {
   const char *name;         // virtual file name
   mode_t mode;            // mode permissions
   uid_t uid;            // File‘s user id
   gid_t gid;            // File‘s group id
   struct inode_operations *proc_iops;   // Inode operations functions
   struct file_operations *proc_fops;   // File operations functions
   struct proc_dir_entry *parent;      // Parent directory
   ...
   read_proc_t *read_proc;         // /proc read function
   write_proc_t *write_proc;      // /proc write function
   void *data;            // Pointer to private data
   atomic_t count;            // use count
   ...
};

void remove_proc_entry( const char *name, struct proc_dir_entry *parent );



稍后我们就可以看到如何使用 read_proc 和 write_proc 命令来插入对这个虚拟文件进行读写的函数。

要从 /proc 中删除一个文件，可以使用 remove_proc_entry 函数。要使用这个函数，我们需要提供文件名字符串，以及这个文件在 /proc 文件系统中的位置（parent）。这个函数原型如清单 7 所示。

parent 参数可以为 NULL（表示 /proc 根目录），也可以是很多其他值，这取决于我们希望将这个文件放到什么地方。表 1 列出了可以使用的其他一些父 proc_dir_entry，以及它们在这个文件系统中的位置。


表 1. proc_dir_entry 快捷变量
代码: proc_dir_entry 在文件系统中的位置
proc_root_fs /proc
proc_net /proc/net
proc_bus /proc/bus
proc_root_driver /proc/driver

回调函数

我们可以使用 write_proc 函数向 /proc 中写入一项。这个函数的原型如下：

代码: 　 int mod_write( struct file *filp, const char __user *buff,
               unsigned long len, void *data );



　　filp 参数实际上是一个打开文件结构（我们可以忽略这个参数）。buff参数是传递给您的字符串数据。缓冲区地址实际上是一个用户空间的缓冲区，因此我们不能直接读取它。len 参数定义了在 buff中有多少数据要被写入。data 参数是一个指向私有数据的指针（参见 清单 7）。在这个模块中，我们声明了一个这种类型的函数来处理到达的数据。

Linux 提供了一组 API 来在用户空间和内核空间之间移动数据。对于 write_proc 的情况来说，我们使用了 copy_from_user 函数来维护用户空间的数据。

读回调函数

我们可以使用 read_proc 函数从一个 /proc 项中读取数据（从内核空间到用户空间）。这个函数的原型如下：

代码: 　 int mod_read( char *page, char **start, off_t off,
              int count, int *eof, void *data );