/proc 虚拟文件系统(实例)

Linux下有一个神奇的目录/proc，经常会运行 cat /proc/cpuinfo 命令查看cpu信息，/proc下的确有cpuinfo文件，但是这个文件不是物理存在的，是软件虚拟出来的，与普通文件不同，该文件是动态的。通过/proc可以实现用户态与内核态之间的通信。在内核模式下，可以很方便的创建/proc子目录，并进行读写操作，只不过此时你需要实现文件读写接口，因为内核不知道如何处理该文件。

下面创建/proc/test目录，并新建log文件，进行读写操作。

一.系统API

extern struct proc_dir_entry proc_mkdir(const char *dir_name,struct proc_dir_entry *parent);

新建/proc子目录，如parent为NULL，则在/proc根下建立目录

extern struct proc_dir_entry proc_create_entry(const char *name,mode_t mode,struct proc_dir_entry *parent);

在/proc下新建虚拟文件

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

删除新建的文件或目录

二.编码

C代码

#ifndef __KERNEL__
#define __KERNEL__
#endif /* __KERNEL__ */
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/inet.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#define MAX_COOKIE_LENGTH PAGE_SIZE
static struct proc_dir_entry *test_proc_dir;
static struct proc_dir_entry *log_proc_dir;
static char *cookie_pot; // 内核缓冲区，用于写数据
static int tValue = 12; // 显示值
// 读取日志文件函数
int ProcLogRead( char *buffer,
char **start,
off_t offset,
int length,
int *eof,
void *data )
{
int len;
if( offset > 0 )
{
*eof = 1;
return 0;
}
len = sprintf(buffer, "number:%x\n",tValue);
return len;
}
// 写日志文件函数
int ProcLogWrite( struct file *filp,
const char __user *buff,
unsigned long len,
void *data)
{
if( copy_from_user( cookie_pot,buff,len ) ) // 拷贝用户空间值至内核缓冲区
{
return -EFAULT;
}
sscanf(cookie_pot,"%d",&tValue); // 保存至全局变量tValue
printk(KERN_ALERT "%s len:%lu vl:%d\n",cookie_pot,len,tValue);
return len;
}
static int __init testproc_init(void)
{
int ret = 0;
printk(KERN_ALERT "proc test init\n");
cookie_pot = (char*)vmalloc( MAX_COOKIE_LENGTH ); // 为内核缓冲区分配空间
if(!cookie_pot)
{
ret = -ENOMEM;
}
else
{
memset(cookie_pot,0,MAX_COOKIE_LENGTH);
test_proc_dir = proc_mkdir("test",init_net.proc_net); // 新建/proc/net/test目录，注：2.6.32以上内核，用init_net.proc_net取代先前的pro_net
log_proc_dir = create_proc_entry("log",0644,test_proc_dir); // 新建文件 /proc/net/test/log
if(test_proc_dir == NULL
|| log_proc_dir == NULL)
{
ret = -ENOMEM;
vfree(cookie_pot);
}
else
{
// 注册读写函数
log_proc_dir->read_proc = ProcLogRead;
log_proc_dir->write_proc = ProcLogWrite;
}
}
return 0;
}
static void __exit testproc_exit(void)
{
printk(KERN_ALERT "clean test proc\n");
remove_proc_entry("log",test_proc_dir); // 删除log文件
remove_proc_entry("test",init_net.proc_net); // 删除test目录
vfree(cookie_pot);
}
module_init(testproc_init);
module_exit(testproc_exit);
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("kettas");
MODULE_DESCRIPTION("proc test");
MODULE_VERSION("1.0.0");
MODULE_ALIAS("Proc 01");

三.编译运行

Shell代码

[scada@linux proc_test]$ sudo insmod proc_test.ko
[scada@linux proc_test]$ ll /proc/net/test/
总用量 0
-rw-r--r--. 1 root root 0 1月 11 22:14 log
[scada@linux proc_test]$ cat /proc/net/test/log
number:c

四.接口操作

上面用cat命令直接查看log文件，既然内核提供了通用的read(),write()文件访问接口，那试试。

C代码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char **argv)
{
int fd = open("/proc/net/test/log",O_RDWR,0);
assert(fd != -1);
char *vl = "10"; // 此处为字符串
// write
int ret = write(fd,vl,strlen(vl));
printf("ret:%d\n",ret);
// read
char buff[100] = {};
ret = read(fd,buff,100);
assert(ret != -1);
printf("read:%s\n",buff);
close(fd);
return 0;
}

运行：

Shell代码

[scada@linux proc_test]$ sudo ./write_test
ret:2
read:number:a

向/proc/net/test/log写入10后，显示了16进制结果a，测试OK

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