linux内核里的字符串转换 ,链表操作常用函数(转)

本文介绍了Linux内核中常用的链表操作函数及其使用方法,并详细列举了字符串转换和处理的相关函数,帮助开发者更好地理解和应用这些核心功能。

linux内核里的字符串转换 ,链表操作常用函数(转) 

1.对双向链表的具体操作如下:

  1. list_add ———向链表添加一个条目  
  2. list_add_tail ———添加一个条目到链表尾部  
  3. __list_del_entry ———从链表中删除相应的条目  
  4. list_replace———用新条目替换旧条目  
  5. list_del_init———从链表中删除条目后重新初始化  
  6. list_move———从一个链表中删除并加入为另一个链表的头部  
  7. list_move_tail———从一个列表中删除并加入为另一个链表的尾部  
  8. list_is_last———测试是否为链表的最后一个条目  
  9. list_empty———测试链表是否为空  
  10. list_empty_careful———测试链表是否为空并没有被修改  
  11. list_rotate_left———向左转动链表  
  12. list_is_singular———测试链表是否只有一个条目  
  13. list_cut_position———将链表一分为二  
  14. list_splice———将两个链表进行合并  
  15. list_splice_tail———将两个链表进行合并为一个链表  
  16. list_splice_init———将两个链表进行合并为一个链表并初始化为空表  
  17. list_splice_tail_init———将两个链表进行合并为一个链表(从尾部合并)并初始化为空表  
  18. list_entry———获取条目的结构,实现对container_of 的封装  
  19. list_first_entry———获取链表的第一个元素  
  20. list_first_entry_or_null———获取链表的第一个元素  
  21. list_for_each———遍历链表  
  22. list_for_each_prev———反向遍历链表  
  23. list_for_each_safe———遍历链表并删除链表中相应的条目  
  24. list_for_each_prev_safe———反向遍历链表并删除链表中相应的条目  
  25. list_for_each_entry———遍历指定类型的链表  
  26. list_for_each_entry_reverse———反向遍历指定类型的链表  
  27. list_prepare_entry———准备一个用于list_for_each_entry_continue 的条目  
  28. list_for_each_entry_continue———从指定点开始继续遍历指定类型的链表  
  29. list_for_each_entry_continue_reverse———从指定点开始反向遍历链表  
  30. list_for_each_entry_from———从当前点遍历指定类型的链表  
  31. list_for_each_entry_safe———反向遍历指定类型的链表并删除链表中相应的条目  
  32. list_for_each_entry_safe_continue———继续遍历链表并删除链表中相应的条目  
  33. list_for_each_entry_safe_from———从当前点遍历链表并删除链表中相应的条目  
  34. list_for_each_entry_safe_reverse———反向遍历链表并删除链表中相应的条目  
  35. list_safe_reset_next———获得下一个指定类型的条目  
  36. hlist_for_each_entry———遍历指定类型的单指针表头链表  
  37. hlist_for_each_entry_continue———从当前点继续遍历单指针表头链表  
  38. hlist_for_each_entry_from———从当前点继续遍历单指针表头链表  
  39. hlist_for_each_entry_safe———遍历指定类型的单指针表头链表并删除链表中相应的条目 

2.字符串相关

内核中经常会有字符串转换的需要, 其接口如下:

  1. simple_strtoull———变换一个字符串为无符号的long long 型  
  2. simple_strtoul———变换一个字符串为无符号的long 型  
  3. simple_strtol———变换一个字符串为有符号的long 型  
  4. simple_strtoll———变换一个字符串为有符号的long long 型  
  5. vsnprintf———格式化一个字符串并放入缓冲区  
  6. vscnprintf———格式化一个字符串并放入缓冲区  
  7. snprintf———格式化一个字符串并放入缓冲区  
  8. scnprintf———格式化一个字符串并放入缓冲区  
  9. vsprintf———格式化一个字符串并放入缓冲区  
  10. sprintf———格式化一个字符串并放入缓冲区  
  11. vbin_printf———解析格式化字符串并将二进制值放入缓冲区  
  12. bstr_printf———对二进制参数进行格式化字符串操作并放入缓冲区  
  13. bprintf———解析格式化字符串并将二进制值放入缓冲区  
  14. vsscanf———从格式化字符串中分离出的参数列表  
  15. sscanf———从格式化字符串中分离出的参数列表  
  16. kstrtol———变换一个字符串为long 型  
  17. kstrtoul———变换一个字符串为无符号的long 型  
  18. kstrtoull———变换一个字符串为无符号的long long 型  
  19. kstrtoll———变换一个字符串为long long 型  
  20. kstrtouint———变换一个字符串为无符号的int 型  
  21. kstrtoint———变换一个字符串为int 型 

示例:

char buf[]="115200";
unsigned int rate;
kstrtouint(buf,0,&rate);

//buf:输入字符串,0:自动识别,也可以是10(10进制)或16(16进制),rate:存放转换后的整形值.
//当没有错误时返回值是0;

3.另外字符串本身的操作接口如下:

  1. strnicmp———长度有限的字符串比较,这里不分大小写  
  2. strcpy———复制一个以NULL 结尾的字符串  
  3. strncpy———复制一个以NULL 结尾的有限长度字符串  
  4. strlcpy———复制一个以NULL 结尾的有限长度字符串到缓冲区中  
  5. strcat———在字符串后附加以NULL 结尾的字符串  
  6. strncat———在字符串后附加以NULL 结尾的一定长度的字符串  
  7. strlcat———在字符串后附加以NULL 结尾的一定长度的字符串  
  8. strcmp———比较两个字符串  
  9. strncmp———比较两个限定长度的字符串  
  10. strchr———在字符串中查找第一个出现指定字符的位置  
  11. strrchr———在字符串中查找最后出现指定字符的位置  
  12. strnchr———在字符串中查找出现指定字符串的位置  
  13. skip_spaces———从字符串中移除前置空格  
  14. strim———从字符串中移除前置及后置的空格  
  15. strlen———获得字符串的长度  
  16. strnlen———获得一个有限长度字符串的长度  
  17. strspn———计算一个仅包含可接受字母集合的字符串的长度  
  18. strcspn———计算一个不包含指定字母集合的字符串的长度  
  19. strpbrk———找到字符集合在字符串第一次出现的位置  
  20. strsep———分割字符串  
  21. sysfs_streq———字符串比较,用于sysfs  
  22. strtobool———用户输入转换成布尔值  
  23. memset———内存填充  
  24. memcpy———内存复制  
  25. memmove———内存复制  
  26. memcmp———内存比较  
  27. memscan———在内存中找指定的字符  
  28. strstr———在一个以NULL 结尾的字符串中找到第一个子串  
  29. strnstr———在一个限定长度字符串中找到第一个子串  
  30. memchr———找到内存中的字符  
  31. memchr_inv———找到内存中的不匹配字符
<think>我们正在讨论内核模块中填充char字符串的方法。根据用户之前的上下文,他可能是在编写内核模块时需要操作字符串,特别是在驱动开发或内核编程中。参考引用中提到了UNICODE_STRING结构(引用[1])和字符串比较函数(引用[2]),以及格式化输出函数(引用[4]),这些都与字符串操作相关。 用户的问题:“我想了解内核模块中填充char字符串的方法” 在内核模块中,我们通常使用char数组或指针来表示字符串,但要注意内核中的字符串操作与用户空间有所不同,因为内核提供了特定的函数数据结构。 根据引用[1],内核常用字符串结构有UNICODE_STRING(用于宽字符)和ANSI_STRING(用于窄字符)。但用户明确提到“char字符串”,所以我们主要关注窄字符串(即ANSI字符串,char类型)。 填充char字符串的常见方法包括: 1. 直接赋值:使用strcpy, strncpy等函数。 2. 格式化填充:使用sprintf, snprintf等函数(但要注意内核版本差异,以及内核提供的安全版本)。 3. 使用内核提供的安全字符串函数(如RtlStringCbPrintfEx等,具体取决于操作系统,因为用户引用中提到了Windows内核Linux内核,但问题没有明确,所以需要区分)。 由于用户引用中提到了Windows内核(引用[1]和[2])和Linux内核(引用[5]),我们将分别讨论。 但是,用户上一次的问题是关于Linux内核的(printk频率),所以这假定用户关注的是Linux内核模块。 因此,我们将重点放在Linux内核模块中填充char字符串的方法。 在Linux内核模块中,操作char字符串常用方法: 1. 使用标准C库函数:但注意,内核中不能使用用户空间的C库函数,因此内核提供了类似的函数,通常以“str”开头,如: - strcpy() -> 不安全,不推荐 - strncpy() -> 可能不会自动添加终止符,需谨慎 - snprintf():推荐使用,可以避免缓冲区溢出 2. 使用内核提供的更安全的函数: - strscpy():推荐用于复制字符串,它会保证目标字符串以'\0'结尾,并返回复制的字符数(包括结尾的'\0')或错误。 - scnprintf():类似于snprintf,返回实际写入的字符数(不包括结尾的'\0'),并且保证不会超过缓冲区大小。 3. 格式化填充:使用snprintf或scnprintf。 4. 直接操作:如果知道字符串长度,可以直接使用memcpy,并手动设置终止符。 步骤: (1) 定义缓冲区:char buf[100]; (2) 使用安全函数填充: int len = scnprintf(buf, sizeof(buf), "format string", ...); 注意:在内核中,格式化字符串函数(如printk)的格式说明符与用户空间的printf基本相同,但有一些扩展(如%p的不同输出格式)。 引用[4]提到sprintf,但在内核中,我们通常使用snprintf或scnprintf,因为它们更安全。 另外,引用[5]提到了Linux内核字符串转换链表操作,虽然不直接相关,但说明内核有自己的一套字符串操作函数。 下面给出一个示例代码片段,展示在内核模块中如何填充char字符串: 示例1:使用strscpy进行字符串复制 示例2:使用scnprintf进行格式化填充 注意:由于内核编程的特殊性,必须确保字符串以'\0'结尾,并且不能越界。 因此,回答将包括以下部分: 1. 字符串的直接复制(使用strscpy) 2. 格式化字符串填充(使用scnprintf) 3. 注意事项:缓冲区大小、终止符、内核安全函数的选择 生成相关问题: 1. 如何在内核模块中安全地复制字符串? 2. 内核中格式化字符串函数与用户空间有何不同? 3. 内核字符串操作常见错误有哪些? 注意:回答中需要引用引用[1]和引用[4]的内容,因为引用[1]提到了UNICODE_STRING(虽然用户要求char字符串,但我们可以提及窄字符的对应结构),引用[4]提到了格式化字符串函数。 但是,用户要求的是填充char字符串,所以重点在char数组(即ANSI字符串)。 在Linux内核中,我们没有ANSI_STRING结构,而是直接使用char数组和指针。 所以,我们这样组织回答: </think>### Linux内核模块中填充char字符串的方法 在Linux内核模块中操作`char`字符串时,需严格遵循内核安全规范以避免缓冲区溢出和内存错误。以下是常用方法及最佳实践: #### 1. **直接填充(静态缓冲区)** ```c char buf[100]; // 静态分配缓冲区 memset(buf, 0, sizeof(buf)); // 清空缓冲区 strncpy(buf, "Hello Kernel", sizeof(buf) - 1); // 安全复制 ``` - **关键点**: - 使用`strncpy()`而非`strcpy()`防止溢出[^5] - 预留1字节存储终止符`\0`,即`sizeof(buf)-1` - 显式调用`memset()`初始化避免未定义值 #### 2. **动态分配填充** ```c char *dynamic_buf = kmalloc(MAX_LEN, GFP_KERNEL); // 动态分配 if (!dynamic_buf) return -ENOMEM; // 检查分配结果 snprintf(dynamic_buf, MAX_LEN, "PID=%d", current->pid); // 安全格式化 kfree(dynamic_buf); // 必须释放 ``` - **优势**: - `snprintf()`自动添加终止符并限制写入长度[^4] - 使用`GFP_KERNEL`标志适应内核内存分配规则 #### 3. **内核专用结构体填充** 若需兼容内核API(如设备驱动),使用`struct file_operations`: ```c static ssize_t dev_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { char kernel_buf[50]; snprintf(kernel_buf, sizeof(kernel_buf), "Data: %llu\n", *f_pos); copy_to_user(buf, kernel_buf, strlen(kernel_buf)+1); // 复制到用户空间 return strlen(kernel_buf); } ``` #### 4. **安全规范与陷阱** | **操作** | **安全方法** | **危险操作** | |--------------------|-----------------------------|-------------------| | **字符串复制** | `strncpy()`, `strscpy()` | `strcpy()` | | **格式化输出** | `snprintf()`, `scnprintf()` | `sprintf()` [^4] | | **内存初始化** | `memset()`, `kzalloc()` | 未初始化直接使用 | | **用户空间交互** | `copy_to_user()` | 直接指针访问 | #### 5. **性能优化技巧** - **预分配复用**:高频操作使用静态缓冲区减少`kmalloc()`调用 - **长度预计算**: ```c int len = snprintf(NULL, 0, "Value: %d", var); // 计算所需长度 char *buf = kmalloc(len+1, GFP_KERNEL); snprintf(buf, len+1, "Value: %d", var); ``` - **避免递归格式化**:嵌套`snprintf()`可能导致栈溢出 > ⚠️ **关键规则**:所有内核字符串必须显式终止!未添加`\0`可能导致内存泄漏或Oops[^1]。
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