# Reading [The Linux Kernel Module Programming Guide](https://sysprog21.github.io/lkmpg/) (3)

## The /proc File System
### why proc_ops instead of file_operations
/proc底下放的檔案是為了user space program和kernel space program溝通，前面有講到file_operations這個結構，是為了讓device file應對不同syscall執行不同的函數，現在的proc_ops則是特別為了操作/proc底下的file設計，很像以前寫開檔讀檔那樣，只不過現在的問題是建立檔案的是kernel module，裡面的東西並不實際存在disk上面，它實際是一段kernel memory (可以在procfs3.c看出來，所有的操作都是對
`static char procfs_buffer[PROCFS_MAX_SIZE];`這塊記憶體)，所以用途也比較特殊，為了避免誤用一些syscall，proc_ops砍掉一些對kernel space memory來說不合理或危險的syscall，在較新的linux版本會強制要求使用proc_ops去控制proc file。
### 好處&目的
user space program依舊是透過syscall去讀寫檔案，kernel module讀到這些資訊就可以在kernel mode做出相對應的動作，以往user program要跟kernel溝通就只能透過syscall去操作，syscall又是寫死在kernel image的syscall table上，如果你想做一些kernel space複雜的操作，可能就要做很多次且很多種的syscall，這樣很沒效率，寫一個自己的syscall又要重新compile kernel太麻煩，所以如果將這些操作寫在kernel module裡面，user program就只要在proc_ops寫下要做什麼，一次寫檔就好，kernel module收到這筆命令去完成對應的複雜任務。其他用法還有紀錄kernel的訊息，方便debug之類的。

接下來要說的就是之前看過的put_user，類似的功能還有get_user, copy_from_user, copy_to_user，目的就是要將kernel space memory的內容送到user space memory，反之亦然，不能直接dereference pointer，因為是來自不同的memory block(也要避免user傳進非法的reference導致kernel crush)。

## inode and inode_operations
結構"inode"是檔案在檔案系統裡面的實體(雖然有一些filesystem實作時可能會用不同的方式取代inode)，由一個或數個dentry指向他，主要負責檔案的metadata，如大小，建立時間，資料的位置等(但是檔案名稱不在這裡，而是在指向他的dentry，所以一個inode或者說一塊資料它從不同的路徑來讀會有不同的名子)，所以對PATH解析就是一串inode連接起來的dentry。系統要找檔案就是找PATH裡最後一個dentry的inode，至於檔案內容的操作開啟、寫入、讀取等，則為結構"file"定義。inode和file各自有interface: inode_operations, file_operations，去應對系統的呼叫，一般的檔案內容操作時是透過file_operations，但是前面提過/proc file則是使用proc_ops，且proc_ops是在inode_operations裡面，這點是和ext4檔案不一樣，另外提一下，/proc底下的file system叫做procfs和root file system不一樣，至於root file system是誰取決開機在哪裡mount root，可能是硬碟ext4(重灌的時候格式化硬碟要選的格式就是這個)，或是mount在ramdisk上的initramfs等，這些是透過VFS(virtual file system)將它們整合起來，這邊複習一下前面的init script，裡面有兩行mount 就是為了做這件事，/proc的部分在這裡提到，下一篇會講/sys。

另外提一下`proc_set_size(our_proc_file, 80);`，其實這個大小的設置只是給user program知道要傳多大的buffer進來接資料，並不是實際的memory大小，因為真正的空間大小已經寫在這裡了`static char procfs_buffer[PROCFS_MAX_SIZE];`，如果亂給的話會影響到user program的behavior。

要測試可以用cat去讀,echo寫/proc的file，