有時候需要在linux kernel–大多是在需要調試的驅動程式–中讀寫檔案資料。在kernel中操作檔案沒有标準庫可用，需要利用kernel的一些函數，這些函數主 要有： filp_open() filp_close(), vfs_read() vfs_write()，set_fs()，get_fs()等，這些函數在linux/fs.h和asm/uaccess.h頭檔案中聲明。下面介紹主要步驟
1. 打開檔案
filp_open()在kernel中可以打開檔案，其原形如下：
strcut file* filp_open(const char* filename, int open_mode, int mode);
該函數傳回strcut file*結構指針，供後繼函數操作使用，該傳回值用is_err()來檢驗其有效性。
參數說明
filename： 表明要打開或建立檔案的名稱(包括路徑部分)。在核心中打開的檔案時需要注意打開的時機，很容易出現需要打開檔案的驅動很早就加載并打開檔案，但需要打開的檔案所在裝置還不有挂載到檔案系統中，而導緻打開失敗。
open_mode： 檔案的打開方式，其取值與标準庫中的open相應參數類似，可以取o_creat,o_rdwr,o_rdonly等。
mode： 建立檔案時使用，設定建立檔案的讀寫權限，其它情況可以匆略設為0
2. 讀寫檔案
kernel中檔案的讀寫操作可以使用vfs_read()和vfs_write，在使用這兩個函數前需要說明一下get_fs()和 set_fs()這兩個函數。
vfs_read() vfs_write()兩函數的原形如下：
ssize_t vfs_read(struct file* filp, char __user* buffer, size_t len, loff_t* pos);
ssize_t vfs_write(struct file* filp, const char __user* buffer, size_t len, loff_t* pos);
注意這兩個函數的第二個參數buffer，前面都有__user修飾符，這就要求這兩個buffer指針都應該指向使用者空間的記憶體，如果對該參數傳 遞kernel空間的指針，這兩個函數都會傳回失敗-efault。但在kernel中，我們一般不容易生成使用者空間的指針，或者不友善獨立使用使用者空間 記憶體。要使這兩個讀寫函數使用kernel空間的buffer指針也能正确工作，需要使用set_fs()函數或宏(set_fs()可能是宏定義)，如 果為函數，其原形如下：
void set_fs(mm_segment_t fs);
該函數的作用是改變kernel對記憶體位址檢查的處理方式，其實該函數的參數fs隻有兩個取值：user_ds，kernel_ds，分别代表 使用者空間和核心空間，預設情況下，kernel取值為user_ds，即對使用者空間位址檢查并做變換。那麼要在這種對記憶體位址做檢查變換的函數中使用核心 空間位址，就需要使用set_fs(kernel_ds)進行設定。get_fs()一般也可能是宏定義，它的作用是取得目前的設定，這兩個函數的一般用 法為：
mm_segment_t old_fs;
old_fs = get_fs();
set_fs(kernel_ds);
…… //與記憶體有關的操作
set_fs(old_fs);
還有一些其它的核心函數也有用__user修飾的參數，在kernel中需要用kernel空間的記憶體代替時，都可以使用類似辦法。
使用vfs_read()和vfs_write()最後需要注意的一點是最後的參數loff_t * pos，pos所指向的值要初始化，表明從檔案的什麼地方開始讀寫。
3. 關閉讀寫檔案
int filp_close(struct file*filp, fl_owner_t id);
該函數的使用很簡單，第二個參數一般傳遞null值，也有用current->files作為實參的。
使用以上函數的其它注意點：
1. 其實linux kernel組成員不贊成在kernel中獨立的讀寫檔案(這樣做可能會影響到政策和安全問題)，對核心需要的檔案内容，最好由應用層配合完成。
2. 在可加載的kernel module中使用這種方式讀寫檔案可能使子產品加載失敗，原因是核心可能沒有export你所需要的所有這些函數。
3. 分析以上某些函數的參數可以看出，這些函數的正确運作需要依賴于程序環境，是以，有些函數不能在中斷的handle或kernel中不屬于任可程序的代碼 中執行，否則可能出現崩潰，要避免這種情況發生，可以在kernel中建立核心線程，将這些函數放線上程環境下執行(建立核心線程的方式請參數 kernel_thread()函數)。
在vfs的支援下，使用者态程序讀寫 任何類型的檔案系統都可以使用read和write着兩個系統調用，但是在linux核心中沒有這樣的系統調用我們如何操作檔案呢?我們知道read和 write在進入核心态之後，實際執行的是sys_read和sys_write，但是檢視核心源代碼，發現這些操作檔案的函數都沒有導出(使用 export_symbol導出)，也就是說在核心子產品中是不能使用的，那如何是好?
通過檢視sys_open的源碼我 們發現，其主要使用了do_filp_open()函數，該函數在fs/namei.c中，而在改檔案中，filp_open函數也是調用了 do_filp_open函數，并且接口和sys_open函數極為相似，調用參數也和sys_open一樣，并且使用export_symbol導出 了，是以我們猜想該函數可以打開檔案，功能和open一樣。使用同樣的查找方法，我們找出了一組在核心中操作檔案的函數，如下：
功能
函數原型
打開檔案
struct file *filp_open(const char *filename, int flags, int mode)
讀取檔案
ssize_t vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
寫檔案
ssize_t vfs_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
關閉檔案
int filp_close(struct file *filp, fl_owner_t id)
我們注意到在vfs_read和vfs_write函數中，其參數buf指向的使用者空間的記憶體位址，如果我們直接使用核心空間的指針，則會傳回-efalut。是以我們需要使用
set_fs()和get_fs()宏來改變核心對記憶體位址檢查的處理方式，是以在核心空間對檔案的讀寫流程為：
mm_segment_t fs = get_fs();
set_fs(kernel_fs);
//vfs_write();
vfs_read();
set_fs(fs);
下面為一個在核心中對檔案操作的例子：
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
static char buf[] = "你好";
static char buf1[10];
int __init hello_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);
vfs_read(fp, buf1, sizeof(buf), &pos);
printk("read: %s\n", buf1);
filp_close(fp, null);
set_fs(fs);
return 0;
}
void __exit hello_exit(void)
printk("hello exit\n");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
module_license("gpl");
本文作者：佚名
來源：51cto