国嵌--linux字符设备驱动学习之memdev设备

memdev设备驱动源码

memdev.h 自定义头文件******************************************************************************#ifndef _MEMDEV_H_#define _MEMDEV_H_#ifndef MEMDEV_MAJOR#define MEMDEV_MAJOR 254   /*预设的mem的主设备号*/#endif#ifndef MEMDEV_NR_DEVS#define MEMDEV_NR_DEVS 2    /*设备数*/#endif#ifndef MEMDEV_SIZE#define MEMDEV_SIZE 4096//分配内存的大小#endif/*mem设备描述结构体*/struct mem_dev                                     {                                                          char *data; //分配到的内存的起始地址                       unsigned long size;  //内存的大小 };#endif /* _MEMDEV_H_ */

memdev.c 一个完整的字符驱动程序*******************************************************************************#include <linux/module.h>#include <linux/types.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/mm.h>#include <linux/sched.h>#include <linux/init.h>#include <linux/cdev.h>#include <asm/io.h>#include <asm/system.h>#include <asm/uaccess.h>#include "memdev.h"static mem_major = MEMDEV_MAJOR;module_param(mem_major, int, S_IRUGO);struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体指针*/struct cdev cdev; /*文件打开函数*/int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp){    struct mem_dev *dev;        /*获取次设备号*/    int num = MINOR(inode->i_rdev);// inode->i_rdev包含实际的设备编号    if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)             return -ENODEV;    dev = &mem_devp[num];        /*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针*/    filp->private_data = dev;//使用这个成员来指向分配的数据        return 0; }/*文件释放函数*/int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp){    return 0;}/*读函数*/static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)//buf缓存区，size读取文件大小，ppos当前读写位置{    unsigned long p =  *ppos;//p为当前读写位置     unsigned int count = size;//一次读取的大小     int ret = 0;    struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/    /*判断读位置是否有效*/  if (p >= MEMDEV_SIZE)//是否超出读取获围    return 0;  if (count > MEMDEV_SIZE - p)    count = MEMDEV_SIZE - p;//count大于可读取的范围，则缩小读取范围。  /*读数据到用户空间*/  if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))//返回buf,读取位置，读取数量  {    ret =  - EFAULT;  }  else  {    *ppos += count;//将文件当前位置向后移    ret = count;//返回实际读取字节数        printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);  }  return ret;//返回实际读取字节数，判断读取是否成功}/*写函数*/static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)//write和read类似，直接参考read{  unsigned long p =  *ppos;  unsigned int count = size;  int ret = 0;  struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/    /*分析和获取有效的写长度*/  if (p >= MEMDEV_SIZE)    return 0;  if (count > MEMDEV_SIZE - p)    count = MEMDEV_SIZE - p;      /*从用户空间写入数据*/  if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count))    ret =  - EFAULT;  else  {    *ppos += count;    ret = count;        printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);  }  return ret;}/* seek文件定位函数 */static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)//作改变文件中的当前读/写位置, 并且新位置作为(正的)返回值在测试程序中要重新定位文件位置，whence这里被设置为 SEEK_SET{     loff_t newpos;    switch(whence) {      case 0: /* SEEK_SET */        newpos = offset;//从文件头开始定位        break;      case 1: /* SEEK_CUR */        newpos = filp->f_pos + offset;//从文件中间定位        break;      case 2: /* SEEK_END */        newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;//从文件尾开始定位，由于是从0开始，所以要减1        break;      default: /* can't happen */        return -EINVAL;    }    if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))     return -EINVAL;         filp->f_pos = newpos; //返回当前文件位置    return newpos;}/*文件操作结构体*/static const struct file_operations mem_fops ={   .owner = THIS_MODULE,   .llseek = mem_llseek,   .read = mem_read,   .write = mem_write,   .open = mem_open,   .release = mem_release,};/*设备驱动模块加载函数*/static int memdev_init(void)  //初始化模块{   int result;   int i;   dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0); //MKDEV是将主设备号和次设备号转换为dev_t类型数据,参数mem_major在头文件中预设为254    /* 静态申请设备号*/   if (mem_major) //memdev.h 中定义了为254。所以本例为静态分配主设备号254       result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev"); //devno为主设备号，共申请两个连续的设备，设备名为"memdev"   else  /* 动态分配设备号 */   {       result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev"); //&devno作为一个输出参数，次设备号从0开始分配，申请2个设备，设备名为"memdev"       mem_major = MAJOR(devno); //获取动态分配到的主设备号。    }       if (result < 0) //result返回0时为申请成功，反加负值为申请失败。       return result;   /*初始化cdev结构*/   cdev_init(&cdev, &mem_fops); //初始化cdev结构，将结构体cdev和mem_fops绑定起来    cdev.owner = THIS_MODULE; //驱动引用计数，作用是这个驱动正在使用的时候，你再次用inmod命令时，出现警告提示    cdev.ops = &mem_fops;     /* 注册字符设备 */   cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);//MEMDEV_NR_DEVS=2，分配2个设备      /* 为设备描述结构分配内存*/   mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL); //kmalloc函数返回的是虚拟地址(线性地址).   if (!mem_devp)    /*申请失败*/   {       result =  - ENOMEM;       goto fail_malloc;   }   memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev)); //新申请的内存做初始化工作     /*为设备分配内存*/   for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)    {        mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;//#define MEMDEV_SIZE 4096        mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);//分配内存给两个设备         memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);//初始化新分配到的内存   }       return 0;   fail_malloc:    unregister_chrdev_region(devno, 1);//如果申请失败，注销设备     return result;}/*模块卸载函数*/static void memdev_exit(void){  cdev_del(&cdev);   /*注销设备*/  kfree(mem_devp);     /*释放设备结构体内存*/  unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/}MODULE_AUTHOR("David Xie");MODULE_LICENSE("GPL");module_init(memdev_init);module_exit(memdev_exit);

test.c 测试程序*******************************************************************************#include <stdio.h>int main(){ FILE *fp0 = NULL; char Buf[4096];  /*初始化Buf*/ strcpy(Buf,"Mem is char dev!"); printf("BUF: %s\n",Buf);  /*打开设备文件*/ fp0 = fopen("/dev/memdev0","r+"); if (fp0 == NULL) {  printf("Open Memdev0 Error!\n");  return -1; }  /*写入设备*/ fwrite(Buf, sizeof(Buf), 1, fp0);  /*重新定位文件位置（思考没有该指令，会有何后果)*/ fseek(fp0,0,SEEK_SET);//调用mem_llseek（）定位，使文件指针移回到开始的位置，方便读  /*清除Buf*/ strcpy(Buf,"Buf is NULL!");//覆盖以前的值，以防读不出来的时候无法判断 printf("BUF: %s\n",Buf);   /*读出设备*/ fread(Buf, sizeof(Buf), 1, fp0);  /*检测结果*/ printf("BUF: %s\n",Buf);  return 0; }