核心模組建立檔案

redrobot發表於2024-07-24

核心模組 如何 開啟檔案，建立 一個檔案

在 Linux 核心模組中，操作檔案與在使用者態有很大的不同。以下是如何在核心模組中開啟檔案和建立檔案的基本方法：

1. 開啟檔案

在核心模組中，可以使用 filp_open 函式來開啟檔案。filp_open 函式定義如下：

c
struct file *filp_open(const char *filename, int flags, umode_t mode);
  • filename：要開啟的檔案路徑。
  • flags：檔案開啟的標誌，與使用者態中的 open 系統呼叫類似（如 O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR）。
  • mode：檔案的許可權模式，僅在建立新檔案時使用。

示例程式碼：

#include <linux/fs.h>        // filp_open, filp_close
#include <linux/uaccess.h>   // copy_to_user, copy_from_user
#include <linux/slab.h>      // kmalloc, kfree

static int open_file_in_kernel(void)
{
    struct file *file;
    mm_segment_t old_fs;
    loff_t pos = 0;

    // 要開啟的檔案路徑
    const char *filename = "/tmp/testfile.txt";
    
    // 檔案開啟標誌
    int flags = O_RDONLY;
    
    // 檔案許可權模式
    umode_t mode = 0;

    // 切換地址空間
    old_fs = get_fs();
    set_fs(KERNEL_DS);

    // 開啟檔案
    file = filp_open(filename, flags, mode);
    if (IS_ERR(file)) {
        printk(KERN_ERR "Cannot open file %s\n", filename);
        set_fs(old_fs);
        return PTR_ERR(file);
    }

    // 讀取檔案內容
    char buf[128];
    kernel_read(file, buf, sizeof(buf) - 1, &pos);
    buf[sizeof(buf) - 1] = '\0';
    printk(KERN_INFO "Read from file: %s\n", buf);

    // 關閉檔案
    filp_close(file, NULL);

    // 恢復地址空間
    set_fs(old_fs);

    return 0;
}

2. 建立檔案

在核心模組中，可以使用 filp_open 函式並設定適當的標誌來建立檔案。例如，使用 O_CREAT 標誌來建立新檔案。

示例程式碼：

#include <linux/fs.h>        // filp_open, filp_close
#include <linux/uaccess.h>   // copy_to_user, copy_from_user
#include <linux/slab.h>      // kmalloc, kfree

static int create_file_in_kernel(void)
{
    struct file *file;
    mm_segment_t old_fs;
    loff_t pos = 0;

    // 要建立的檔案路徑
    const char *filename = "/tmp/newfile.txt";
    
    // 檔案開啟標誌
    int flags = O_WRONLY | O_CREAT;
    
    // 檔案許可權模式
    umode_t mode = 0644;

    // 切換地址空間
    old_fs = get_fs();
    set_fs(KERNEL_DS);

    // 建立檔案
    file = filp_open(filename, flags, mode);
    if (IS_ERR(file)) {
        printk(KERN_ERR "Cannot create file %s\n", filename);
        set_fs(old_fs);
        return PTR_ERR(file);
    }

    // 寫入檔案內容
    const char *data = "Hello, Kernel!";
    kernel_write(file, data, strlen(data), &pos);

    // 關閉檔案
    filp_close(file, NULL);

    // 恢復地址空間
    set_fs(old_fs);

    return 0;
}

注意事項

  1. 核心態與使用者態地址空間：在核心態操作檔案時，需要使用 get_fs() 和 set_fs() 函式來切換地址空間。預設情況下，核心模組不能直接訪問使用者態地址空間，因此需要臨時切換到 KERNEL_DS。

  2. 核心態檔案操作函式：

    • filp_open：用於開啟檔案。
    • filp_close：用於關閉檔案。
    • kernel_read：用於讀取檔案內容。
    • kernel_write：用於寫入檔案內容。

  3. 錯誤處理：在核心程式設計中，必須特別注意錯誤處理。許多核心函式返回指標型別，使用 IS_ERR 和 PTR_ERR 宏來檢查和處理錯誤。

  4. 許可權和安全性：在核心模組中操作檔案時，確保檔案路徑和操作許可權是安全的，避免潛在的安全風險。

參考：

相關文章