seq_file机制提供了标准的例程,使得顺序文件的处理好不费力。小的文件系统中的文件,通常用户层是从头到尾读取的,其内容可能是遍历一些数据项创建的。Seq_file机制容许用最小代价实现此类文件,无论名称如何,但顺序文件是可以进行定为操作的,但其实现不怎么高效。顺序访问,即逐个访问读取数据项,显然是首选的访问模式。某个方面具有优势,通常会在其他方面付出代价。
下面我们一步一步来看看怎么编写序列文件的处理程序。对于文件、设备相关驱动程序(其实设备也是文件)的操作,我们都知道需要提供一个struct file_operations的实例。对于这里序列文件的操作,内核中附加提供了一个struct seq_operations结构,该结构很简单:
struct seq_operations { void * (*start) (struct seq_file *m, loff_t *pos); void (*stop) (struct seq_file *m, void *v); void * (*next) (struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos); int (*show) (struct seq_file *m, void *v); }; |
start():
主要实现初始化工作,在遍历一个链接对象开始时,调用。返回一个链接对象的偏移或SEQ_START_TOKEN(表征这是所有循环的开始)。出错返回ERR_PTR。
stop():
当所有链接对象遍历结束时调用。主要完成一些清理工作。
next():
用来在遍历中寻找下一个链接对象。返回下一个链接对象或者NULL(遍历结束)。
show():
对遍历对象进行操作的函数。主要是调用seq_printf(), seq_puts()之类的函数,打印出这个对象节点的信息。
由于c语言中任何数据类型的数据块都可以转化为数据块的内存基址(指针)+数据块大小来传递,不难想到基于我们上面提供的函数,将我们操作的数据用于序列文件的读写、定为、释放等操作完全可以通用话。内核也为我们提供了这些用于读写、定位、释放等操作的通用函数。当然这些操作需要数据结构的支持(比如读取当前位置、数据大小等等),这就是在后面我们会看到的struct seq_file结构。由于我们读写的是文件,在内核中必须提供一个struct file_operations结构的实例,我们可以直接用内核为我们提供的上述函数,并且重写file_operatios结构的open方法,用该方法将虚拟文件系统关联到我们处理的序列文件,那么那些通用的读写函数就可以正常工作了。原理基本上是这样的,下面我们看怎么用file_operatios结构的open方法将我们的序列文件关联到虚拟文件系统。在此之前,我们看看序列文件的表示结构struct seq_file:
struct seq_file { char *buf; size_t size; size_t from; size_t count; loff_t index; loff_t read_pos; u64 version; struct mutex lock; const struct seq_operations *op; void *private; }; |
Buf指向一个内存缓冲区,用于构建传输给用户层的数据。Count指定了需要传输到用户层的剩余的字节数。复制操作的起始位置由from指定,而size给出了缓冲区总的字节数。Index是缓冲区的另一个索引。他标记了内核向缓冲区写入下一个新纪录的起始位置。要注意的是,index和from的演变过程是不同的,因为从内核向缓冲区写入数据,与将这些数据复制到用户空间,这两种操作是不同的。
一般情况,对于序列文件,我们的文件操作实例如下:
static struct file_operations my_operations={ .open =my_open, .read =seq_read, .llseek =seq_lseek, .release =seq_release, }; |
其中,my_open函数需要我们重写的,也是我们将其用于关联我们的序列文件。其他都是内核为我们实现好的,在后面我们会详细介绍。
static int my_open(struct inode *inode,struct file *filp) { return seq_open(filp,&my_seq_operations); } |