内核模块中对文件的读写

简介: 平时网络部分的东西碰的多些,这块一开始还真不知道怎么写,因为肯定和在用户空间下是不同的。google过后,得到以下答案。一般可以用两种方法:第一种是用系统调用。第二种方法是filp->open()等函数。下面分别来说下这两种方法。1 利用系统调用:sys_open,sys_write,sys_read等。其实分析过sys_open可以知道,最后调用的也是filp->open。sys_open ==> do_sys_open ==> filp->open在linuxsir上的一个帖子,上面一个版主说:sys_open和进程紧密相关,往往不在内核中使用。而其实sys_open最后也

平时网络部分的东西碰的多些,这块一开始还真不知道怎么写,因为肯定和在用户空间下是不同的。google过后,得到以下答案。一般可以用两种方法:第一种是用系统调用。第二种方法是filp->open()等函数。下面分别来说下这两种方法。

1 利用系统调用:
sys_open,sys_write,sys_read等。
其实分析过sys_open可以知道,最后调用的也是filp->open。
sys_open ==> do_sys_open ==> filp->open
在linuxsir上的一个帖子,上面一个版主说:sys_open和进程紧密相关,往往不在内核中使用。
而其实sys_open最后也是调用了filp->open。
其实好像Linux2.6.20后面就不推荐使用sys_open,那我们这里就就后者进行详细的介绍

2 filp->open等函数。
在模块中,用户空间的open,read,write,llseek等函数都是不可以使用的。应该使用其在内核中对应的函数。可以使用filp->open配合struct file里的read/write来进行对文件的读写操作。

例子1:

include <linux/kernel.h>

include <linux/module.h>

include <linux/fs.h>

include <asm/uaccess.h>

include <linux/mm.h>

MODULE_AUTHOR("Kenthy@163.com.");
MODULE_DESCRIPTION("Kernel study and test.");

void fileread(const char * filename)
{
struct file *filp;
struct inode *inode;
mm_segment_t fs;
off_t fsize;
char *buf;
unsigned long magic;
printk("<1>start....\n");
filp=filp_open(filename,O_RDONLY,);
inode=filp->f_dentry->d_inode;

magic=inode->i_sb->s_magic;
printk("<1>file system magic:%li \n",magic);
printk("<1>super blocksize:%li \n",inode->i_sb->s_blocksize);
printk("<1>inode %li \n",inode->i_ino);
fsize=inode->i_size;
printk("<1>file size:%i \n",(int)fsize);
buf=(char *) kmalloc(fsize+1,GFP_ATOMIC);

fs=get_fs();
set_fs(KERNEL_DS);
filp->f_op->read(filp,buf,fsize,&(filp->f_pos));
set_fs(fs);

buf[fsize]='\0';
printk("<1>The File Content is:\n");
printk("<1>%s",buf);

filp_close(filp,NULL);
}

void filewrite(char filename, char data)
{
struct file *filp;
mm_segment_t fs;
filp = filp_open(filename, O_RDWR|O_APPEND, 0644);
if(IS_ERR(filp))

{
  printk("open error...\n"); 
  return;
    }   

fs=get_fs();
set_fs(KERNEL_DS);
filp->f_op->write(filp, data, strlen(data),&filp->f_pos);
set_fs(fs);
filp_close(filp,NULL);
}

int init_module()
{
char *filename="/root/test1.c";

printk("<1>Read File from Kernel.\n");
fileread(filename);
filewrite(filename, "kernel write test\n");
return ;
}

void cleanup_module()
{
printk("<1>Good,Bye!\n");
}
eg2:

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() /

define FILE_DIR "/root/test.txt"

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("kenthy@163.com");

char *buff = "module read/write test";
char tmp[100];

static struct file *filp = NULL;

static int __init wr_test_init(void)
{

mm_segment_t old_fs;
ssize_t ret;

filp = filp_open(FILE_DIR, O_RDWR | O_CREAT, 0644);

//    if(!filp)

if(IS_ERR(filp))
    printk("open error...\n");

old_fs = get_fs();
set_fs(get_ds());

filp->f_op->write(filp, buff, strlen(buff), &filp->f_pos);

filp->f_op->llseek(filp,,);
ret = filp->f_op->read(filp, tmp, strlen(buff), &filp->f_pos);

set_fs(old_fs);

if(ret > )
    printk("%s\n",tmp);
else if(ret == )
    printk("read nothing.............\n");
else 
    {
        printk("read error\n");
        return -1;
    }

return ;

}

static void __exit wr_test_exit(void)
{

if(filp)
    filp_close(filp,NULL);

}

module_init(wr_test_init);
module_exit(wr_test_exit);
3.Makefile

obj-m := os_attack.o

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

all:module

module:

    $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:

    rm -rf *.ko *.mod.c *.o Module.* modules.* .*.cmd .tmp_versions

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,QQ买卖平台则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:

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。上网查了下,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。

ok,that's all.

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