Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 1045943
  • 博文数量: 139
  • 博客积分: 1823
  • 博客等级: 上尉
  • 技术积分: 3403
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2011-06-05 09:54
文章存档

2014年(7)

2013年(16)

2012年(48)

2011年(68)

分类: 嵌入式

2011-07-26 10:27:00

下面来分析一个简单的字符设备驱动,和LDD3中的scull类似,实现在一段内存中模拟字符设备的读和写操作。源代码来自国嵌视频
 
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
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#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);
*******************************************************************************
 
Makefile
*******************************************************************************
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := memdev.o
else
 
KDIR := /home/David/mini2440/Kernel/linux-2.6.29
all:
 make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
 rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers
endif
*******************************************************************************
 
test.c 测试程序
*******************************************************************************
#include
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
 
 /*清除Buf*/
 strcpy(Buf,"Buf is NULL!");
 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; 
}
*********************************************************************************
阅读(5945) | 评论(0) | 转发(2) |
给主人留下些什么吧!~~