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分类: 嵌入式

2011-09-26 12:04:10

/*

 * 字符设备驱动

 * VirtualDisk字符设备驱动

 *  VirtualDisk是一个虚拟磁盘设备

 *  在这个虚拟磁盘设备中分配了K的连续内存空间,并定义了两个端口数据。

 *  驱动程序对设备进行读写、控制和定位操作。

 *

 * 2011-9-26

 */

 

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

 

#define VIRTUALDISK_MAJOR   200    /*预设的VirtualDisk的主设备号为*/

 

#define VIRTUALDISK_SIZE 0x2000 /*全局内存最大K字节*/

#define MEM_CLEAR 0x1  /*全局内存清零*/

#define PORT1_SET 0x2  /*port1端口清零*/

#define PORT2_SET 0x3  /*port2端口清零*/

 

 

static int VirtualDisk_major = VIRTUALDISK_MAJOR;   

 

struct VirtualDisk

{

    struct cdev cdev;    /*cdev结构体*/

    unsigned char mem[VIRTUALDISK_SIZE];   /*全局内存K*/

    int port1;        /*两个不同类型的端口*/

    long port2;

    long count;          /*记录设备目前被多少设备打开*/

};

 

struct VirtualDisk *Virtualdisk_devp; /*设备结构体指针*/

 

/*

 * 文件打开函数

 */

int VirtualDisk_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

    filp->private_data = Virtualdisk_devp; /*将设备结构体指针赋值给文件私有数据指针*/

    struct VirtualDisk *devp = filp->private_data;   /*获得设备结构体指针*/

    devp->count++;    /*增加设备打开次数*/

    return 0;

}

 

/*

 * 文件释放函数

 */

int VirtualDisk_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

  struct VirtualDisk *devp = filp->private_data;/*获得设备结构体指针*/

  devp->count--;  /*减少设备打开次数*/

  return 0;

}

 

/*

 * 读函数

 */

static ssize_t VirtualDisk_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)

{

  unsigned long p =  *ppos; /*记录文件指针偏移位置*/

  unsigned int count = size;/*记录需要读取的字节数*/

  int ret = 0;    /*返回值*/

  struct VirtualDisk *devp = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/

 

  /*分析和获取有效的读长度*/

  if (p >= VIRTUALDISK_SIZE)  /*要读取的偏移大于设备的内存空间*/

    return count ?  - ENXIO: 0;/*读取地址错误*/

  if (count > VIRTUALDISK_SIZE - p)/*要读取的字节大于设备的内存空间*/

    count = VIRTUALDISK_SIZE - p;/*将要读取的字节数设为剩余的字节数*/

 

 /*内核空间->用户空间交换数据*/

  if (copy_to_user(buf, (void*)(devp->mem + p), count))

  {

    ret =  - EFAULT;

  }

  else

  {

    *ppos += count;

    ret = count;

    printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);

  }

  return ret;

}

 

/*

 * 写函数

 */

static ssize_t VirtualDisk_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)

{

  unsigned long p =  *ppos; /*记录文件指针偏移位置*/

  int ret = 0;  /*返回值*/

  unsigned int count = size;/*记录需要写入的字节数*/

  struct VirtualDisk *devp = 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 >= VIRTUALDISK_SIZE)/*要写入的偏移大于设备的内存空间*/

    return count ?  - ENXIO: 0;/*写入地址错误*/

  if (count > VIRTUALDISK_SIZE - p)/*要写入的字节大于设备的内存空间*/

    count = VIRTUALDISK_SIZE - p;/*将要写入的字节数设为剩余的字节数*/

  /*用户空间->内核空间*/

  if (copy_from_user(devp->mem + p, buf, count))

    ret =  - EFAULT;

  else

  {

    *ppos += count;/*增加偏移位置*/

    ret = count;/*返回实际的写入字节数*/

    printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);

  }

  return ret;

}

 

/*

 * seek文件定位函数

 */

static loff_t VirtualDisk_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int orig)

{

  loff_t ret = 0;/*返回的位置偏移*/

 

  switch (orig)

  {

    case SEEK_SET:   /*相对文件开始位置偏移*/

      if (offset < 0)/*offset不合法*/

      {

        ret =  - EINVAL;    /*无效的指针*/

        break;

      }

      if ((unsigned int)offset > VIRTUALDISK_SIZE)/*偏移大于设备内存*/

      {

        ret =  - EINVAL;    /*无效的指针*/

        break;

      }

      filp->f_pos = (unsigned int)offset;  /*更新文件指针位置*/

      ret = filp->f_pos;/*返回的位置偏移*/

      break;

 

    case SEEK_CUR:   /*相对文件当前位置偏移*/

      if ((filp->f_pos + offset) > VIRTUALDISK_SIZE)/*偏移大于设备内存*/

      {

        ret =  - EINVAL;/*无效的指针*/

        break;

      }

      if ((filp->f_pos + offset) < 0)/*指针不合法*/

      {

        ret =  - EINVAL;/*无效的指针*/

        break;

      }

      filp->f_pos += offset;/*更新文件指针位置*/

      ret = filp->f_pos;/*返回的位置偏移*/

      break;

 

    default:

      ret =  - EINVAL;/*无效的指针*/

      break;

  }

  return ret;

}

 

/*

 * ioctl设备控制函数

 */

static int VirtualDisk_ioctl(struct inode *inodep, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

    struct VirtualDisk *devp = filp->private_data;/*获得设备结构体指针*/

   

    switch (cmd)

    {

    case MEM_CLEAR:/*设备内存清零*/

      memset(devp->mem, 0, VIRTUALDISK_SIZE);     

      printk(KERN_INFO "VirtualDisk is set to zero\n");

      break;

 

    case PORT1_SET:/*将端口置*/

      devp->port1=0;

      break;

 

    case PORT2_SET:/*将端口置*/

      devp->port2=0;

      break;

 

    default:

      return  - EINVAL;

    }

    return 0;

}

 

/*

 * 文件操作结构体

 */

static const struct file_operations VirtualDisk_fops =

{

  .owner = THIS_MODULE,

  .llseek = VirtualDisk_llseek, /*定位偏移量函数*/

  .read = VirtualDisk_read,     /*读设备函数*/

  .write = VirtualDisk_write,   /*写设备函数*/

  .ioctl = VirtualDisk_ioctl,   /*控制函数*/

  .open = VirtualDisk_open,     /*打开设备函数*/

  .release = VirtualDisk_release,/*释放设备函数*/

};

 

/*

 * 初始化并注册cdev

 */

static void VirtualDisk_setup_cdev(struct VirtualDisk *dev, int minor)

{

    int err;

 

    dev_t devno = MKDEV(VirtualDisk_major, minor);   /*构造设备号*/

    cdev_init(&dev->cdev, &VirtualDisk_fops); /*初始化cdev设备*/

    dev->cdev.owner = THIS_MODULE;         /*使驱动程序属于该模块*/

    dev->cdev.ops = &VirtualDisk_fops;     /*cdev连接file_operations指针*/

    err = cdev_add(&dev->cdev, devno, 1);/*cdev注册到系统中*/

    if (err)

       printk(KERN_NOTICE "Error in cdev_add()\n");

}

 

/*

 * 设备驱动模块加载函数

 */

static int __init VirtualDisk_init(void)

{

    int result;

    dev_t devno = MKDEV(VirtualDisk_major, 0);    //构建设备号

 

    /* 申请设备号*/

    if(VirtualDisk_major)    /* 如果不为,则静态申请*/

       result = register_chrdev_region(devno, 1, "VirtualDisk");

    else           /* 动态申请设备号*/

    {

       result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "VirtualDisk");

       VirtualDisk_major = MAJOR(devno); /* 从申请设备号中得到主设备号*/

    }

 

    if(result < 0)

       return result;

 

    /* 动态申请设备结构体的内存*/

    Virtualdisk_devp = kmalloc(sizeof(struct VirtualDisk), GFP_KERNEL);

    if(!Virtualdisk_devp)    /*申请失败*/

    {

       result = - ENOMEM;

       goto fail_kmalloc;

    }

    memset(Virtualdisk_devp, 0, sizeof(struct VirtualDisk));/*将内存清零*/

 

    /*初始化并且添加cdev结构体*/

    VirtualDisk_setup_cdev(Virtualdisk_devp, 0);

    return 0;

 

fail_kmalloc:

    unregister_chrdev_region(devno,1);

    return result;

}

 

/*

 * 模块卸载函数

 */

void VirtualDisk_exit(void)

{

  cdev_del(&Virtualdisk_devp->cdev);   /*注销cdev*/

  kfree(Virtualdisk_devp);     /*释放设备结构体内存*/

  unregister_chrdev_region(MKDEV(VirtualDisk_major, 0), 1); /*释放设备号*/

}

 

module_init(VirtualDisk_init);

module_exit(VirtualDisk_exit);

 

MODULE_AUTHOR("Lzy");

MODULE_LICENSE("GPL");

 

完整源代码: 字符设备.rar   

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