基于内核模块实现linux内核中文件的读写

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基于内核模块实现linux内核中文件的读写

2024-07-12 15:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

在为linux内核编写的模块中，用户空间的open,read,write,llseek等函数都是不可以使用的。而必须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。直接上干货（内容自己悟！）：

例1 ：

filp->f_op->read filp_open filp->f_op->write #include #include #include #include #include MODULE_AUTHOR("[email protected]."); 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("start....\n"); filp=filp_open(filename,O_RDONLY,0); inode=filp->f_dentry->d_inode; magic=inode->i_sb->s_magic; printk("file system magic:%li \n",magic); printk("super blocksize:%li \n",inode->i_sb->s_blocksize); printk("inode %li \n",inode->i_ino); fsize=inode->i_size; printk("file size:%i \n",(int)fsize); buf=(char *) kmalloc(fsize+1,GFP_ATOMIC); //内核空间的地址 fs=get_fs(); set_fs(KERNEL_DS); //设置地址空间，规避检查 filp->f_op->read(filp,buf,fsize,&(filp->f_pos)); //读到内核空间的buf中 set_fs(fs); buf[fsize]='\0'; printk("The File Content is:\n"); printk("%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("Read File from Kernel.\n"); fileread(filename); filewrite(filename, "kernel write test\n"); return 0; } void cleanup_module() { printk("Good,Bye!\n"); }

例 2

#include #include #include #include #include #include #include /* get_fs(),set_fs(),get_ds() */ #define FILE_DIR "/root/test.txt" MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("[email protected]"); 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,0,0); ret = filp->f_op->read(filp, tmp, strlen(buff), &filp->f_pos); set_fs(old_fs); if(ret > 0) printk("%s\n",tmp); else if(ret == 0) printk("read nothing.............\n"); else { printk("read error\n"); return -1; } return 0; } static void __exit wr_test_exit(void) { if(filp) filp_close(filp,NULL); } module_init(wr_test_init); module_exit(wr_test_exit);

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

也可以使用： filp_open vfs_wirte vfs_read 例：

#include #include #include #include static charbuf[] ="你好"; static charbuf1[10]; int __inithello_init(void) { struct file *fp; mm_segment_t fs; loff_t pos; printk("hello enter/n"); fp =filp_open("/home/niutao/kernel_file",O_RDWR | O_CREAT,0644); if (IS_ERR(fp)){ printk("create file error/n"); return -1; } fs =get_fs(); set_fs(KERNEL_DS); pos =0; vfs_write(fp,buf, sizeof(buf), &pos); pos =0; vfs_read(fp,buf1, sizeof(buf), &pos); printk("read: %s/n",buf1); filp_close(fp,NULL); set_fs(fs); return 0; } void __exithello_exit(void) { printk("hello exit/n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile:

ifneq ($(KERNELRELEASE),) obj-m:=extent_tree_test.o //修改此处 else #generate the path CURRENT_PATH:=$(shell pwd) #the absolute path LINUX_KERNEL_PATH:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build #complie object default: make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean endif

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，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。

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