内核空间与用户空间的通讯方式

下面总结了7种方式，主要对之前不是很熟悉的方式作了编程实现，以便加深印象。

 

1.使用API：这是最常使用的一种方式了

A.get_user(x，ptr)：在内核中被调用，获取用户空间指定地址的数值并保存到内核变量x中。

B.put_user(x，ptr)：在内核中被调用，将内核空间的变量x的数值保存到到用户空间指定地址处。

C.Copy_from_user()/copy_to_user()：主要应用于设备驱动读写函数中，经过系统调用触发。

 

2.使用proc文件系统：和sysfs文件系统相似，也能够做为内核空间和用户空间交互的手段。

/proc 文件系统是一种虚拟文件系统，经过他能够做为一种linux内核空间和用户空间的。与普通文件不一样，这里的虚拟文件的内容都是动态建立的。

使用/proc文件系统的方式很简单。调用create_proc_entry，返回一个proc_dir_entry指针，而后去填充这个指针指向的结构就行了，我下面的这个测试用例只是填充了其中的read_proc属性。

   下面是一个简单的测试用例，经过读虚拟出的文件能够获得内核空间传递过来的“proc ！ test by qiankun！”字符串。

 

 

3.使用sysfs文件系统+kobject：其实这个之前是编程实现过得，可是那天太紧张忘记了，T_T。每一个在内核中注册的kobject都对应着sysfs系统中的一个目录。能够经过读取根目录下的sys目录中的文件来得到相应的信息。除了sysfs文件系统和proc文件系统以外，一些其余的虚拟文件系统也能一样达到这个效果。

 

4.netlink：netlink socket提供了一组相似于BSD风格的API，用于用户态和内核态的IPC。相比于其余的用户态和内核态IPC机制，netlink有几个好处：1.使用自定义一种协议完成数据交换，不须要添加一个文件等。2.能够支持多点传送。3.支持内核先发起会话。4.异步通讯，支持缓存机制。

对于用户空间，使用netlink比较简单，由于和使用socket很是的相似，下面说一下内核空间对netlink的使用，主要说一下最重要的create函数，函数原型以下：

extern struct sock *netlink_kernel_create(struct net *net,

                         int unit,unsigned int groups,
                                    void (*input)(struct sk_buff *skb),
                                           struct mutex *cb_mutex,
                                            struct module *module);

第一个参数通常传入&init_net。

第二个参数指的是netlink的类型，系统定义了16个，咱们若是使用的话最好本身定义。这个需和用户空间所使用的建立socket的第三个参数一致，才能够完成通讯。

第四个参数指的是一个回调函数，当接受到一个消息的时候会调用这个函数。回调函数的参数为struct sk_buff类型的结构体。经过分析其结构成员能够获得传递过来的数据

第六个参数通常传入的是THIS_MODULE。指当前模块。

    

下面是对netlink的一个简单测试，将字符串“netlink test by qiankun”经过netlink输出到内核，内核再把字符串返回。Netlink类型使用的是22.

 

 

5.文件：应该说这是一种比较笨拙的作法，不过确实能够这样用。当处于内核空间的时候，直接操做文件，将想要传递的信息写入文件，而后用户空间能够读取这个文件即可以获得想要的数据了。下面是一个简单的测试程序，在内核态中，程序会向“/home/melody/str_from_kernel”文件中写入一条字符串，而后咱们在用户态读取这个文件，就能够获得内核态传输过来的数据了。

 

 

6.使用mmap系统调用：能够将内核空间的地址映射到用户空间。在之前作嵌入式的时候用到几回。一方面能够在driver中修改Struct file_operations结构中的mmap函数指针来从新实现一个文件对应的映射操做。另外一方面，也能够直接打开/dev/mem文件，把物理内存中的某一页映射到进程空间中的地址上。

其实，除了重写Struct file_operations中mmap函数，咱们还能够重写其余的方法如ioctl等，来达到驱动内核空间和用户空间通讯的方式。

 

7.信号：从内核空间向进程发送信号。这个却是常常遇到，用户程序出现重大错误，内核发送信号杀死相应进程。

转自：http://www.cnblogs.com/dchipnau/p/5043591.html