设备驱动基础学习--/proc下增加节点

在需要创建一个由一系列数据顺序组合而成的/proc虚拟文件或一个较大的/proc虚拟文件时，推荐使用seq_file接口。

数据结构struct seq_fille定义在include/linux/seq_file.h

struct seq_file {

char *buf;     //seq_file接口使用的缓存页指针

size_t size;   //seq_file接口使用的缓存页大小

size_t from;   //从seq_file中向用户态缓冲区拷贝时相对于buf的偏移地址

size_t count;  //buf中可以拷贝到用户态的字符数目

loff_t index;  //start、next的处理的下标pos数值

loff_t read_pos;  //当前已拷贝到用户态的数据量大小

u64 version;

struct mutex lock;  //针对此seq_file操作的互斥锁，所有seq_*的访问都会上锁

const struct seq_operations *op; //操作实际底层数据的函数

void *private;

};

这里我们大致介绍下struct seq_operations中的各个函数的作用：

  void * (*start) (struct seq_file *m, loff_t *pos);

start 方法会首先被调用，它的作用是在设置访问的起始点。

m：指向的是本seq_file的结构体，在正常情况下无需处理。

pos：是一个整型位置值，指示开始读取的位置。对于这个位置的意义完全取决于底层实现，不一定是字节为单位的位置，可能是一个元素的序列号。返回值如果非NULL，则是一个指向迭代器实现的私有数据结构体指针。如果访问出错则返回NULL。

设置好了访问起始点，seq_file内部机制可能会使用show方法获取start返回值指向的结构体中的数据到内部缓存，并适时送往用户空间。

int (*show) (struct seq_file *m, void *v);

所以show方法就是负责将v指向元素中的数据输出到seq_file的内部缓存，但是其中必须借助seq_file提供的一些类似printf的接口函数：

int seq_printf(struct seq_file *sfile, const char *fmt, ...);//专为 seq_file 实现的类似 printf 的函数；用于将数据常用的格式串和附加值参数.

//你必须将给 show 函数的 set_file 结构指针传递给它。如果seq_printf 返回-1，意味着缓存区已满，部分输出被丢弃。但是大部分时候都忽略了其返回值。

int seq_putc(struct seq_file *sfile, char c);

int seq_puts(struct seq_file *sfile, const char *s);//类似 putc 和 puts 函数的功能，sfile参数和返回值与 seq_printf相同。

int seq_escape(struct seq_file *m, const char *s, const char *esc);//这个函数类似 seq_puts ，但是它会将 s 中所有在 esc 中出现的字符以八进制格式输出到缓存。

//esc 的常用值是"\t\n\\", 它使内嵌的空格不会搞乱输出或迷惑 shell 脚本.

 

  int seq_write(struct seq_file *seq, const void *data, size_t len) 

  直接将data指向的数据写入seq_file缓存，数据长度为len。用于非字符串数据。

 int seq_path(struct seq_file *sfile, struct vfsmount *m, struct dentry *dentry, char *esc);//这个函数能够用来输出给定目录项关联的文件名，驱动极少使用。  

在show函数返回之后，seq_file机制可能需要移动到下一个数据元素，那就必须使用next方法。

void * (*next) (struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos);

v：是之前调用start或next返回的元素指针，可能是上一个show已经完成输出所指向的元素。

pos：需要移动到的元素索引值。

在next实现中应当递增pos指向的值，但是具体递增的数量和迭代器的实现有关，不一定是1。而next的返回值如果非NULL，则是下一个需要输出到缓存的元素指针，否则表明已经输出结束，将会调用stop方法做清理。

void (*stop) (struct seq_file *m, void *v);

在stop实现中，参数m指向本seq_file的结构体，在正常情况下无需处理。而v是指向上一个next或start返回的元素指针。在需要做退出处理的时候才需要实现具体的功能。但是许多情况下可以直接返回。

在next和start的实现中可能需要对一个序列的函数进行遍历，而在内核中，对于一个序列数据结构体的实现一般是使用双向链表或者哈希链表，所有seq_file同时提供了一些对于内核双向链表和哈希链表的封装接口函数，方便程序员实现对于通过链表链接的结构体序列的操作。这些函数名一般是seq_list_*或者seq_hlist_*，这些函数的实现都在fs/seq_file.c中。

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>

static struct proc_dir_entry *proc_root;
static struct proc_dir_entry *proc_entry;
#define USER_ROOT_DIR "fellow_root"
#define USER_ENTRY "fellow_entry"
#define INFO_LEN 16
char *info;
static int proc_fellow_show(struct seq_file *m, void *v)
{

　　seq_printf(m, "%s\n",info);
　　return 0;
}

static int proc_fellow_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
　　return single_open(file, proc_fellow_show, NULL);//而调用single_open函数只需直接指定show的函数指针即可，个人猜测可能是在single_open函数中实现了seq_operations结构体 。如果使用seq_open则需要实现seq_operations。

}

static ssize_t proc_fellow_write(struct file *file, const char __user *buffer,  size_t count, loff_t *f_pos)
{
 　　if ( count > INFO_LEN)
　　return -EFAULT;
　　if(copy_from_user(info, buffer, count))
　　{
　　　　return -EFAULT;
　　}
　　return count;
}
static const struct file_operations fellow_proc_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = proc_fellow_open,
.read = seq_read,
.write = proc_fellow_write,
.llseek = seq_lseek,
.release = single_release,
};

static int fellow_create_proc_entry(void)
{
　　int error = 0;
　　proc_root = proc_mkdir(USER_ROOT_DIR, NULL); //创建目录
　　if (NULL==proc_root)
　　{
　　　　printk(KERN_ALERT"Create dir /proc/%s error!\n", USER_ROOT_DIR);
　　　　return -ENOMEM;
　　}
　　printk(KERN_INFO"Create dir /proc/%s\n", USER_ROOT_DIR);

　　// proc_entry =create_proc_entry(USER_ENTRY, 0666, proc_root);
　　proc_entry = proc_create(USER_ENTRY, 0666, proc_root, &fellow_proc_fops); //在proc_root下创建proc_entry.
　　if (NULL ==proc_entry)
　　{
　　　　printk(KERN_ALERT"Create entry %s under /proc/%s error!\n", USER_ENTRY,USER_ROOT_DIR);
　　　　error = -ENOMEM;
　　　　goto err_out;

　　}

//proc_entry->write_proc= fellow_writeproc;
//proc_entry->read_proc = fellow_readproc;
　　printk(KERN_INFO"Create /proc/%s/%s\n", USER_ROOT_DIR,USER_ENTRY);

　　return 0;
err_out:
//proc_entry->read_proc = NULL;
//proc_entry->write_proc= NULL;
　　remove_proc_entry(USER_ENTRY, proc_root);
　　remove_proc_entry(USER_ROOT_DIR, NULL);
　　return error;
}
static int fellowproc_init(void)
{
　　int ret = 0;
　　printk("fellowproc_init\n");

　　info = kmalloc(INFO_LEN * sizeof(char), GFP_KERNEL);
　　if (!info)
　　{
　　　　ret = -ENOMEM;
　　　　goto fail;
　　}
　　memset(info, 0, INFO_LEN);
　　fellow_create_proc_entry();
　　return 0;
fail:
　　return ret;
}

static void fellowproc_exit(void)
{
　　kfree(info);

　　remove_proc_entry(USER_ENTRY, proc_root);
　　remove_proc_entry(USER_ROOT_DIR, NULL);
}

MODULE_AUTHOR("fellow");
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(fellowproc_init);
module_exit(fellowproc_exit);

运行结果如下: