在Linux内核空间中存储struct数组

Question

我相信我可能会过度思考这个问题...我的文件系统上有一个文本文件，我在启动时解析它并将结果存储到一个结构数组中。我需要将这个数组从用户空间复制到内核空间（copy_from_user），并且必须随时由内核访问这些数据。内核空间中的数据需要由Sockets.c文件访问。是否有一个特殊的地方可以在内核空间中存储数组，或者我可以简单地在Sockets.c中添加对该数组的引用？我的C有点生锈......

感谢您的任何建议。

Answer 1

我相信你的问题有两个主要部分：

• 将数据从用户空间传递到内核空间

• 将数据存储在内核空间

对于第一个问题，我建议使用Netlink套接字，而不是更传统的系统调用（读/写/ ioctl）接口。 Netlink套接字允许使用类似套接字的接口将配置数据传递到内核，这样使用起来更简单，更安全。

您的程序应该执行所有输入解析和验证，然后将数据传递给内核，最好是以更结构化的形式（例如逐个条目）而不是大量数据blob。

除非您对高吞吐量（每秒兆字节数据）感兴趣，否则netlink接口就可以了。以下链接提供了解释和示例：

http://en.wikipedia.org/wiki/Netlink

http://www.linuxjournal.com/article/7356

http://linux-net.osdl.org/index.php/Generic_Netlink_HOWTO

http://www.kernel.org/doc/Documentation/connector/

就数组存储而言，如果您计划存储超过128KB的数据，则必须使用vmalloc（）来分配空间，否则首选kmalloc（）。您应该阅读Linux设备驱动程序书的相关章节：

http://lwn.net/images/pdf/LDD3/ch08.pdf

请注意，使用vmalloc（）分配的缓冲区不适合DMA到/来自设备，因为内存页不是连续的。如果您不知道预先有多少条目，您可能还想考虑更复杂的数据结构，如列表。

至于全局访问存储，您可以像任何C程序一样进行访问：

在所有.c文件中包含的头文件中，您需要访问数据，如下所示：

extern struct my_struct *unique_name_that_will_not_conflict_with_other_symbols;

extern关键字表示这声明了一个在另一个源文件中实现的变量。这将使该指针可以访问包含此标头的所有C文件。 然后在一个C文件中，最好是一个包含其余代码的文件 - 如果存在的话：

struct my_struct *unique_name_that_will_not_conflict_with_other_symbols = NULL;

这是头文件中声明的变量的实际实现。

PS：如果你打算使用Linux内核，你真的需要刷新你的C.否则你会遇到一些非常令人沮丧的时刻，你会感到抱歉和疼痛。

PS2：如果你至少浏览整个Linux设备驱动程序书，你也会节省很多时间。尽管它的名称和它的相对年龄，但它在编写Linux内核的任何代码时都有很多当前和重要的信息。

Answer 2

您可以在内核中的某个位置定义一个extern指针（例如，在您要使用它的sockets.c文件中）。将其初始化为NULL，并在某个适当的头文件中包含声明。

在执行copy_from_user()的代码部分中，使用kmalloc()为数组分配空间并将地址存储在指针中。将数据复制到其中。您还需要在访问阵列时锁定互斥锁。

kmalloc()分配的内存将一直保留，直到kfree()释放。

Answer 3

您的问题基本且含糊不清，我建议您完成this book中的一些练习。整个第8章专门用于分配内核内存。