4. 创建 proc 目录：proc_mkdir 函数详解、多级目录与权限设置

在 proc 文件系统中，目录（directory）是组织虚拟文件节点的核心容器。与普通文件系统不同，proc 目录并不对应物理存储介质上的目录项，而是通过内核函数 proc_mkdir 在内存中动态创建的虚拟目录节点。本章将深入解析 proc_mkdir 的函数原型、参数含义、多级目录创建策略以及目录权限的精细控制方法。

4.1 proc_mkdir 函数原型与参数详解

proc_mkdir 是 Linux 内核提供用于在 proc 文件系统中创建目录的核心 API。其函数原型定义在 <linux/proc_fs.h> 头文件中：

struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name,
                                  struct proc_dir_entry *parent);

4.2 单级目录创建实战

以下代码演示如何在 /proc 根目录下创建一个名为 my_driver 的目录：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/proc_fs.h>

static struct proc_dir_entry *my_dir;

static int __init my_init(void)
{
    // 在 /proc 根目录下创建 "my_driver" 目录
    my_dir = proc_mkdir("my_driver", NULL);
    if (!my_dir) {
        pr_err("Failed to create /proc/my_driver\n");
        return -ENOMEM;
    }
    pr_info("Directory /proc/my_driver created successfully\n");
    return 0;
}

static void __exit my_exit(void)
{
    if (my_dir)
        proc_remove(my_dir);
    pr_info("Directory /proc/my_driver removed\n");
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

4.3 多级目录创建策略

proc 文件系统不支持类似 mkdir -p 的递归创建方式。要创建多级目录（如 /proc/my_driver/sub_dir），必须逐级调用 proc_mkdir，并保存每一级的 proc_dir_entry 指针作为下一级的父目录参数。

正确的多级目录创建流程如下：

static struct proc_dir_entry *parent_dir;
static struct proc_dir_entry *child_dir;

static int __init my_init(void)
{
    // 第一级：创建 /proc/my_driver
    parent_dir = proc_mkdir("my_driver", NULL);
    if (!parent_dir)
        return -ENOMEM;

    // 第二级：在 /proc/my_driver 下创建 sub_dir
    child_dir = proc_mkdir("sub_dir", parent_dir);
    if (!child_dir) {
        proc_remove(parent_dir);
        return -ENOMEM;
    }

    pr_info("Created /proc/my_driver/sub_dir\n");
    return 0;
}

static void __exit my_exit(void)
{
    // 只需移除顶层目录，内核会递归清理子目录
    if (parent_dir)
        proc_remove(parent_dir);
}

4.4 目录权限设置：proc_mkdir_mode 函数

当需要自定义目录的访问权限时，应使用 proc_mkdir_mode 函数。其原型如下：

struct proc_dir_entry *proc_mkdir_mode(const char *name,
                                       umode_t mode,
                                       struct proc_dir_entry *parent);

与 proc_mkdir 相比，多了一个 mode 参数，用于指定目录的权限位（使用标准的 Unix 权限掩码）。

示例：创建一个仅所有者可读写执行、其他用户只读执行的目录：

static struct proc_dir_entry *secure_dir;

static int __init my_init(void)
{
    // 权限：所有者 rwx (0700)，组用户 r-x (050)，其他用户 r-x (050)
    secure_dir = proc_mkdir_mode("secure", S_IRWXU | S_IRGRP | S_IXGRP |
                                          S_IROTH | S_IXOTH, NULL);
    if (!secure_dir)
        return -ENOMEM;

    pr_info("Created /proc/secure with mode 0755\n");
    return 0;
}

4.5 目录创建与权限设置流程总览

下图展示了 proc 目录从创建到权限设置的完整流程：

4.6 目录权限与安全注意事项

• 最小权限原则：proc 目录默认权限 0555 通常已足够。除非确实需要用户写入目录（如动态创建子目录），否则不应开放写权限。
• 权限继承：在 proc 目录下创建的文件或子目录，其权限由各自的创建函数独立指定，不会自动继承父目录权限。
• root 用户限制：即使目录权限设置为 0777，非 root 用户也无法通过 mkdir 或 rmdir 系统调用修改 proc 目录结构，因为 proc 文件系统在内核层面限制了目录修改操作。
• 调试建议：开发阶段可使用 proc_mkdir_mode 设置 0755 权限，方便调试时查看目录内容；发布前应收紧权限。

4.7 常见错误与排查