内核和用户空间通信第一部分---文件系统方式2010-10-08http://blog.csdn.net/wwwlkk/NUMPAGES24本文档的Copyleft归wwwlkk所有，使用GPL发布，可以自由拷贝、转载，转载时请保持文档的完整性，严禁用于任何商业用途。E-mail:HYPERLINK"mailto:wwwlkk@126.com"wwwlkk@126.com来源:http://passport.baidu.com/?business&aid=6&un=wwwlkk#7内核和用户空间通信—文件系统方式TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc274293432"（1）重要的数据结构PAGEREF_Toc274293432\h1HYPERLINK\l"_Toc274293433"（2）misc设备实现分析PAGEREF_Toc274293433\h2HYPERLINK\l"_Toc274293434"(2.2)使用misc设备实现通信PAGEREF_Toc274293434\h8HYPERLINK\l"_Toc274293435"(3)procfs实现分析PAGEREF_Toc274293435\h9HYPERLINK\l"_Toc274293436"（4）sysctl文件系统实现分析PAGEREF_Toc274293436\h13HYPERLINK\l"_Toc274293437"（5）seq_filePAGEREF_Toc274293437\h17HYPERLINK\l"_Toc274293438"附录1四个重要的数据结构PAGEREF_Toc274293438\h20（1）重要的数据结构为了更好的理解和描述通信原理，需要先认识一下4个重要的数据结构，分别是file_operations，file，inode，dentry。文件操作集file_operations结构包含了一组函数指针，每个打开的文件（在内核里面由file结构表示）和一组函数关联（通过file结构中指向file_operations结构的f_op字段）。这些操作组要用来实现系统调用，例如open，read等等。file结构file结构表示一个打开的文件（系统中每个打开的文件在内核空间都对应一个file结构）。它由内核在open时创建，由close释放(进程撤销时也会释放)。file结构中最重要的成员罗列如下：loff_tf_pos；当前读/写位置structfile_operations*f_op；指向一个文件操作集结构。内核在执行open时对这个指针赋值，以后要处理相关系统调用时就直接调用这个指针。例如：write()系统调用时将直接调用file->f_op->write()。structdentry*f_dentry；文件对应的目录项结构。可以通过file->f_dentry->d->d_inode来访问索引节点。inode结构内核用inode结构在内部表示文件，它和file结构不同，后者表示打开的文件描述符，对于一个文件，可能会有许多个表示打开的文件描述符的file结构，但它们都指向唯一的inode对象。inode结构中最重要的成员罗列如下：dev_ti_rdev；对表示设备文件的inode结构，该字段包含了设备标号(主/次设备号)。structcdev*i_cdev；指向一个字符设备驱动程序对象。conststructinode_operations*i_op;指向索引结点操作集。例如，系统调用mkdir将会调用这里的函数inode->i_op->mkdir()conststructfile_operations*i_fop;指向文件操作集。当执行open时，将使用这个这里的指针赋值file结构的f_op。dentry结构对于进程查找的每个路径名的分量，内核都为其创建一个dentry结构。例如，在查找路径名/dev/test时，内核为根目录“/”创建一个dentry结构，为dev创建二级dentry结构，为test创建三级dentry结构。经典的内核与用户空间的通信（使用read和write系统调用）用户空间需要将某些数据传递给内核，并指定数据的处理函数。用户空间需要从内核读取数据，并指定数据的读取函数。当执行open时，file结构的f_op将会指向要求的操作集函数集，也就是inode结构中的i_fop。通信的实现机制就是，注册inode结构，令inode的i_fop指向要求的操作集函