proc_create()函数接口

时间: 2023-10-19 17:05:17 浏览: 220

seq_file proc 文件系统的实现

### seq_file 与 proc 文件系统的实现 #### 概述 `proc` 文件系统是一种特殊的文件系统，它存在于内存中，并不占用实际磁盘空间。它主要用于提供系统内核的当前状态信息供用户空间程序访问。通过 `proc` 文件系统，用户可以获取到关于系统硬件配置、正在运行的进程信息等数据，甚至还可以通过修改特定文件来调整内核的行为。本文将详细介绍 `seq_file` 在 `proc` 文件系统中的实现原理及其与内核的交互机制。 #### 执行流程总体框架 `proc` 文件系统通过一系列结构体和函数实现了与用户空间的数据交换。在这一过程中，`seq_file` 的实现扮演了重要角色，它主要负责处理文件读取操作，简化了内核中的文件读写逻辑。 - **模块加载流程**：当一个模块被加载时，会创建相应的 `proc` 目录和文件，并关联相应的文件操作结构体 `file_operations`。 - **模块卸载流程**：当模块被卸载时，相关的 `proc` 文件会被删除，同时释放相关资源。 #### 模块加载和卸载的实现 ##### 模块加载函数实现模块加载函数 `seqfile_init` 负责创建 `proc` 目录和文件： ```c int seqfile_init(void) { struct proc_dir_entry *t_dir, *t_proc; t_dir = proc_mkdir(SCSI_TARGET, 0); // 创建Proc目录 t_proc = create_proc_entry(TARGET_PROC, S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR, t_dir); // 创建Proc文件 if (t_proc) { t_proc->proc_fops = &ct_file_ops; // 对file_operations结构体进行赋值 } return 0; } ``` 这里首先创建了一个名为 `SCSI_TARGET` 的 `proc` 目录，然后在该目录下创建了一个名为 `TARGET_PROC` 的文件，并将该文件的 `file_operations` 结构体指向 `ct_file_ops`。 ##### 模块卸载函数实现模块卸载函数 `seqfile_exit` 用于删除 `proc` 文件并释放相关资源： ```c void seqfile_exit(void) { remove_proc_entry(TARGET_PROC, t_dir); // 删除Proc文件 } ``` #### file_operations 结构体实现 `file_operations` 结构体是内核用来指定文件操作的接口，如打开、读取、关闭等操作。下面展示了 `ct_file_ops` 的定义： ```c static struct file_operations ct_file_ops = { .owner = THIS_MODULE, .open = ct_open, // 最后调用seq_file模块中的seq_open实现 .read = seq_read, // 在seq_file模块中实现 .llseek = seq_lseek, // 在seq_file模块中实现 .release = seq_release // 在seq_file模块中实现 }; ``` 其中，`.open` 字段指定了打开文件的操作函数 `ct_open`，这个函数最终会调用 `seq_open` 函数；`.read` 字段指定了读取文件的操作函数 `seq_read`，由 `seq_file` 模块实现。 ##### ct_open 函数的实现 `ct_open` 函数负责打开文件，并初始化 `seq_file` 数据结构： ```c static int ct_open(struct inode *inode, struct file *file) { return seq_open(file, &ct_seq_ops); } ``` 这里的 `seq_open` 函数负责创建 `seq_file` 结构体，并对其进行初始化。 #### Seq_file 模块的实现 ##### seq_file 结构体定义 `seq_file` 结构体用于管理与文件读取相关的数据： ```c struct seq_file { char *buf; // seq_file数据buffer放内核数据的buffer size_t size; // 保存页大小的为4096字节 size_t from; // 读数据buf中的开始地址 size_t count; // buf中现有数据的个数 loff_t index; // u64 version; struct mutex lock; const struct seq_operations *op; void *private; }; ``` 其中，`buf` 用于存放从内核读取的数据；`size` 表示缓存区的大小；`from` 和 `count` 分别表示缓冲区中数据的起始位置和长度。 ##### seq_open 函数实现 `seq_open` 函数负责初始化 `seq_file` 结构体，并将其与 `struct file` 关联起来： ```c int seq_open(struct file *file, const struct seq_operations *op) { struct seq_file *p = file->private_data; if (!p) { p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL); if (!p) return -ENOMEM; file->private_data = p; } memset(p, 0, sizeof(*p)); mutex_init(&p->lock); p->op = op; file->f_version = 0; file->f_mode &= ~(FMODE); return 0; } ``` 该函数首先检查 `seq_file` 是否已分配，若未分配，则分配内存并初始化各个字段。 ##### seq_read 函数实现 `seq_read` 函数实现了文件的读取功能： ```c ssize_t seq_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { struct seq_file *m = file->private_data; ssize_t ret; mutex_lock(&m->lock); // 实现读取逻辑 ret = m->op->show(m, buf); // 调用 show 函数填充数据 mutex_unlock(&m->lock); return ret; } ``` 在 `seq_read` 函数中，首先加锁以确保数据的安全性，然后调用 `seq_operations` 中的 `show` 函数来填充数据。 #### 总结通过以上分析可以看出，`seq_file` 在 `proc` 文件系统中的实现主要是为了简化内核中文件读取的过程。通过定义一组简单的操作接口，它允许开发者轻松地实现文件读取功能，减少了内核代码的复杂度。这对于提高内核的可维护性和开发效率具有重要意义。

proc_create()函数是Linux内核中用于创建/proc文件系统中文件的函数。其函数接口如下： ``` struct proc_dir_entry *proc_create(const char *name, umode_t mode, struct proc_dir_entry *parent, const struct file_operations *proc_fops); ``` 其中，参数解释如下： - name：要创建的文件名 - mode：文件的权限 - parent：要创建的文件的父目录 - proc_fops：文件的操作函数指针，包括文件的读写、打开和关闭等操作。该函数返回一个指向新创建的proc_dir_entry结构体的指针，如果创建失败则返回NULL。

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