几个内核函数：filp_open、filp_read、IS_ERR、ERR_PTR、PTR_ERR

摘自：https://blog.csdn.net/weixin_42343585/article/details/81205246

内核态文件操作

在用户态，我们操作文件可以用C库函数：open()、read()、write()等，但是在内核态没有库函数可用，这时就需要用内核的一些函数：filp_open、filp_close、vfs_read、vfs_write、

set_fs、get_fs等函数，在linux/fs.h和asm/uaccess.h中声明。

 

 

 

 

参数说明：

第一个参数表明要打开或创建文件的名称(包括路径部分)。

第二个参数文件的打开方式，其取值与标准库中的open相应参数类似，可以取O_CREAT,O_RDWR,O_RDONLY等。

第三个参数创建文件时使用，设置创建文件的读写权限，其它情况可以设为0

  该函数返回strcut file*结构指针，供后继函数操作使用，该返回值用IS_ERR()来检验其有效性。

 

 

 

 

参数说明：

第一个参数是filp_open返回的file结构体指针

第二个参数基本上都是NULL

 

 

 

参数说明：

第一个参数是filp_open返回的file结构体指针

第二个参数是buf，注意，这个参数有用__user修饰，表明buf指向用户空间的地址，如果传入内核空间的地址，就会报错，并返回-EFAULT，但在kernel中，要使这两个读写函数使用kernel空间的buf指针也能正确工作，需要使用set_fs()。该函数的作用是改变kernel对内存地址检查的处理方式，其实该函数的参数fs只有两个取值：USER_DS，KERNEL_DS，分别代表用户空间和内核空间，默认情况下，kernel取值为USER_DS，即对用户空间地址检查并做变换。那么要在这种对内存地址做检查变换的函数中使用内核空间地址，就需要使用set_fs(KERNEL_DS)进行设置，它的作用是取得当前的设置，这两个函数的一般用法为：

filp_open()
mm_segment_t old_fs;
old_fs = get_fs();
set_fs(KERNEL_DS);
...... //与内存有关的操作
set_fs(old_fs);

filp_close

下图是在内核中找到的一个场景：

 

 

 

 

第三个参数表明文件要读写的起始位置。

几点说明：（从网上查找的资料）

Linux Kernel组成员不赞成在kernel中独立的读写文件(这样做可能会影响到策略和安全问题)，对内核需要操作的文件内容，最好由应用层配合完成。
这些函数的正确运行需要依赖于进程环境，因此,有些函数不能在中断的handle或Kernel中不属于任何进程的代码中执行，否则可能出现崩溃，要避免这种情况发生，可以在kernel中创建内核线程，将这些函数放在线程环境下执行。
 

二．IS_ERR()、ERR_PTR()、PTR_ERR()小解

 

 

 

 

内核中的函数常常返回指针，问题是如果出错，也希望能够通过返回的指针体现出来。 总体来说，如果内核返回一个指针，那么有三种情况：合法指针，NULL指针和非法指针。在linux中有很多错误，内核错误可以参考include/asm-generic/errno-base.h。MAX_ERRNO定义了最大的错误号4095，刚好是4k-1，所以内核地址保留了0xfffffffffffff000~0xffffffffffffffff（64位系统）用来记录错误号，也就是说这段地址和Linux的错误号是一一对应的，可以用上面的内敛函数相互转化。比如说我们上面的filp_open函数返回值，用IS_ERR函数去检查，如果地址落在0xfffffffffffff000~0xffffffffffffffff范围，表示filp_open函数失败，IS_ERR为1，同时filp_open返回的错误地址对应一个linux的错误号，如果想知道是哪个错误号，就用PTR_ERR函数来转化。错误的返回地址和错误号是可以根据截图中的ERR_PTR、PTR_ERR相互转化的。