[Linux驱动]字符设备驱动学习笔记（二）———实例

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一，注册字符设备

[cpp] view plaincopy

 

1. #define GLOBALMEM_MAJOR 256  
2. #define GLOBALMEM_SIZE 0X1000 //4k  
3. static int char_major=GLOBALMEM_MAJOR;//主设备号  
4. struct chartest_dev  
5. {  
6.    struct cdev cdev;  
7.    unsigned char mem[GLOBALMEM_SIZE];  
8. };  
9. struct chartest_dev glob_char_dev;//全局设备结构  
10. static struct class *char_class=NULL;  
11. static struct class_device *char_class_dev=NULL;  
12. //-------------------------------------设备打开函数，匹配上层函数调用  
13. static int char_open(struct inode *inode, struct file *filp)  
14. {  
15.   filp->private_data = &glob_char_dev;  
16.   return 0;  
17. }  
18. //-------------------------------------从内核往用户空间拷贝读取数据  
19. static  ssize_t  char_read(struct file* filp,char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)  
20. {  
21.         unsigned long p=*ppos;  
22.         int ret=0;  
23.         struct chartest_dev *char_dev=filp->private_data;  
24.         if(p>GLOBALMEM_SIZE)//作越界检查  
25.         return 0;  
26.     if(count>GLOBALMEM_SIZE-p)// 读取数据较多  
27.         count=GLOBALMEM_SIZE-p;  
28.     if(copy_to_user(buf,(void*)(char_dev->mem+p),count))  
29.             ret=-EFAULT;  
30.         else  
31.     {  
32.         *ppos=*ppos+count;  
33.                 ret=count;  
34.                 printk(KERN_INFO "READ %d BYTES(S) FROM %d",count,p);  
35.     }  
36.         return ret;  
37. }  
38. //-------------------------------------从用户控件往内核写数据  
39. static ssize_t  char_write(struct file* filp,const char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)  
40. {  
41.         unsigned long p=*ppos;  
42.         int ret=0;  
43.     struct chartest_dev *char_dev=filp->private_data;  
44.         if(p>GLOBALMEM_SIZE)  
45.         return 0;  
46.     if(count>GLOBALMEM_SIZE-p)  
47.         count=GLOBALMEM_SIZE-p;  
48.     if(copy_from_user(char_dev->mem+p,buf,count))  
49.         ret=-EFAULT;  
50.     else  
51.     {  
52.         *ppos=*ppos+count;  
53.                 ret=count;  
54.                 printk(KERN_INFO "WRITTEN %d BYTES(S) FROM %d",count,p);  
55.     }  
56.         return ret;  
57. }  
58. static loff_t char_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int orig)  
59. {  
60.   loff_t ret = 0;  
61.   switch (orig)  
62.   {  
63.     case 0:     
64.       if (offset < 0)  
65.       {  
66.         ret =  - EINVAL;  
67.         break;  
68.       }  
69.       if ((unsigned int)offset > GLOBALMEM_SIZE)  
70.       {  
71.         ret =  - EINVAL;  
72.         break;  
73.       }  
74.       filp->f_pos = (unsigned int)offset;  
75.       ret = filp->f_pos;  
76.       break;  
77.     case 1:    
78.       if ((filp->f_pos + offset) > GLOBALMEM_SIZE)  
79.       {  
80.         ret =  - EINVAL;  
81.         break;  
82.       }  
83.       if ((filp->f_pos + offset) < 0)  
84.       {  
85.         ret =  - EINVAL;  
86.         break;  
87.       }  
88.       filp->f_pos += offset;  
89.       ret = filp->f_pos;  
90.       break;  
91.     default:  
92.       ret =  - EINVAL;  
93.       break;  
94.   }  
95.   return ret;  
96. }  
97. static const struct file_operations char_fops = {  
98.     .owner      = THIS_MODULE,  
99.     .llseek     =char_llseek,  
100.     .open       = char_open,  
101.     .read       = char_read,  
102.     .write      = char_write,  
103.     };  
104.   
105. static void chartest_setup_cdev()  
106. {  
107.     int err,devno=MKDEV(char_major,0);  
108.     cdev_init(&glob_char_dev.cdev,&char_fops);/*初始化*/  
109.     glob_char_dev.cdev.owner=THIS_MODULE;  
110.     err=cdev_add(&glob_char_dev.cdev,devno,1);  
111.     if(err<0)  
112.     printk(KERN_NOTICE "ERROR %d ADDING chartest",err);  
113.     char_class=class_create(THIS_MODULE,"chartest");  
114.     char_class_dev=device_create(char_class,NULL,devno,NULL,"chartest",0);  
115. }  
116. static int  char_init(void)  
117. {  
118.  int result;  
119.  unsigned long char_dev_no=MKDEV(char_major,0);  
120.  if(char_major){  
121.     result=register_chrdev_region(char_dev_no,1,"chartest");  
122.   }  
123.   else{  
124.         result=alloc_chrdev_region(&char_dev_no,0,1,"chartest");  
125.     char_major=MAJOR(char_dev_no);  
126.   }  
127.  printk(KERN_ALERT "Hello,,We succeed\n");  
128.  if(result<0)  
129.     return result;  
130.   chartest_setup_cdev();  
131.   printk(KERN_ALERT "Hello,,We succeed\n");  
132.   return 0;  
133. }  
134. static void  char_exit(void)  
135. {  
136.     cdev_del(&glob_char_dev.cdev);  
137.     unregister_chrdev_region( MKDEV(char_major,0),1);//ZHU XIAO  
138.     device_unregister(char_class_dev);  
139.     class_destroy(char_class);  
140.     printk(KERN_ALERT "720 unregister success\n");  
141. }  
142. MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");  
143. module_init(char_init);  

二，注意点：

read和write函数的参数 buff是用户空间的指针，因此内核代码不能直接引用其中的内容，主要原因如下：
1，在内核模式运行时，用户空间的指针可能是无效的
2，用户空间是分页的，涉及的内容可能不在RAM中，对用户空间的内存直接引用可能导致页错误
3.指针是用户空间提供的，可能存在缺陷。

copy_to_user()和copy_from_user()两个函数除了在内核空间和用户空间进行数据拷贝，还会检查用户空间的指针是否有效，如果指针无效则不拷贝，如果拷贝过程中遇到无效地址，则仅仅会复制部分数据，，在这两种情况下返回值是还需要拷贝内存数量的值。

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