在 Linux 内核模块中读/写文件

Question

我知道所有关于为什么不应该从内核读取/写入文件的讨论，而是如何使用 /proc 或 netlink 来做到这一点。 无论如何我想读/写。 我也读过 让我发疯 - 你永远不应该在内核中做的事情。

然而，问题是 2.6.30 没有导出 sys_read() 。 相反，它被封装在 SYSCALL_DEFINE3 中。 因此，如果我在模块中使用它，我会收到以下警告：

WARNING: "sys_read" [xxx.ko] undefined!
WARNING: "sys_open" [xxx.ko] undefined!

显然 insmod 无法加载模块，因为链接未正确发生。

问题：

• 2.6.22 之后如何在内核中读/写（其中 sys_read()/sys_open() 未导出）？
• 一般来说，如何从内核内部使用宏 SYSCALL_DEFINEn() 中包装的系统调用？

Answer 1

您应该意识到，您应该尽可能避免从 Linux 内核内部进行文件 I/O。 主要思想是“更深一层”并调用VFS级别函数而不是系统调用处理程序直接：

包括：

#include <linux/fs.h>
#include <asm/segment.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/buffer_head.h>

打开文件（类似于open）：

struct file *file_open(const char *path, int flags, int rights) 
{
    struct file *filp = NULL;
    mm_segment_t oldfs;
    int err = 0;

    oldfs = get_fs();
    set_fs(get_ds());
    filp = filp_open(path, flags, rights);
    set_fs(oldfs);
    if (IS_ERR(filp)) {
        err = PTR_ERR(filp);
        return NULL;
    }
    return filp;
}

关闭文件（类似于close）：

void file_close(struct file *file) 
{
    filp_close(file, NULL);
}

从文件中读取数据（类似于pread）：

int file_read(struct file *file, unsigned long long offset, unsigned char *data, unsigned int size) 
{
    mm_segment_t oldfs;
    int ret;

    oldfs = get_fs();
    set_fs(get_ds());

    ret = vfs_read(file, data, size, &offset);

    set_fs(oldfs);
    return ret;
}   

将数据写入文件（类似于pwrite）：

int file_write(struct file *file, unsigned long long offset, unsigned char *data, unsigned int size) 
{
    mm_segment_t oldfs;
    int ret;

    oldfs = get_fs();
    set_fs(get_ds());

    ret = vfs_write(file, data, size, &offset);

    set_fs(oldfs);
    return ret;
}

同步更改文件（类似于 pwrite） to fsync):

int file_sync(struct file *file) 
{
    vfs_fsync(file, 0);
    return 0;
}

[编辑] 最初，我建议使用 file_fsync，它在较新的内核版本中已消失。 感谢那个提出改变的可怜人，但他的改变被拒绝了。 在我审阅之前，编辑被拒绝了。

Answer 2

从 Linux 内核 4.14 版开始，vfs_read 和 vfs_write 函数不再导出以供在模块中使用。 相反，提供了专门用于内核文件访问的函数：

# Read the file from the kernel space.
ssize_t kernel_read(struct file *file, void *buf, size_t count, loff_t *pos);

# Write the file from the kernel space.
ssize_t kernel_write(struct file *file, const void *buf, size_t count,
            loff_t *pos);

此外，filp_open 不再接受用户空间字符串，因此它可以直接用于内核访问（无需与 <代码>set_fs）。