今天，我们打算在此基础上扩充一下内容。基本的思路是这样的：（1）编写字符设备下需要处理的各个函数，包括open、release、read、write、ioctl、lseek函数；（2）编写一个用户侧的程序来验证我们编写的驱动函数是否正确。当然，我们编写的代码部分参考了宋宝华先生的《linux设备驱动开发详解》一书，在此说明一下。
在开始今天的内容之前，其实有一些题外话可以和大家分享一下。自从工作以来，我个人一直都有一个观点。那就怎么样利用简单的代码来说明开发中的问题，或者是解释软件中的原理，这是一个很高的学问。有些道理看上去云里雾里说不清楚，其实都可以通过编写代码来验证的。os可以、cpu可以、cache可以、编译器可以、网络协议也可以，很多很多的内容完全可以通过几行代码就可以表达得非常清楚，但是事实上我们并没有这么做。我想原因无非是这么几条，一来授业者对相关知识的学习也是停留在概念上而已，二来我们的学习过于死板和教条、太关注知识、不求实践，三就是学习者自身缺少思考的能力、缺少自我反省的能力、对很多东西不求甚解。对于简单的linux设备，我们完全可以通过这几行代码说清楚问题，免得大家还要苦苦追寻，百思而不得入门。
好了，说了这么多，我们看看现在的驱动代码是怎么修改的把。
[cpp] view plaincopy
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define CHRMEM_SIZE 0x1000
#define MEM_CLEAR 0x1
static int chr_major;
struct chr_dev
{
struct cdev cdev;
unsigned char mem[CHRMEM_SIZE];
};
struct chr_dev* char_devp;
int chr_open(struct inode* inode, struct file* filp)
{
filp->private_data = char_devp;
return 0;
}
int chr_release(struct inode* inode, struct file* filp)
{
return 0;
}
static int chr_ioctl(struct inode* inode, struct file* filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
struct chr_dev* dev = filp->private_data;
switch(cmd)
{
case MEM_CLEAR:
memset(dev->mem, 0, CHRMEM_SIZE);
break;
default:
return -EINVAL;
}
return 0;
}
static ssize_t chr_read(struct file* filp, char __user* buf, size_t size, loff_t* ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
struct chr_dev* dev = filp->private_data;
if(p >= CHRMEM_SIZE)
{
return 0;
}
if(count > CHRMEM_SIZE - p)
{
return 0;
}
if(copy_to_user(buf, (void*)(dev->mem + p), count))
{
return -EINVAL;
}
else
{
*ppos += count;
ret = count;
}
return ret;
}
static ssize_t chr_write(struct file* filp, const char __user* buf, ssize_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
struct chr_dev* dev = filp->private_data;
if(p >= CHRMEM_SIZE)
{
return 0;
}
if(count > CHRMEM_SIZE - p)
{
count = CHRMEM_SIZE - p;
}
if(copy_from_user(dev->mem + p, buf, count))
{
ret = -EINVAL;
}
else
{
*ppos += count;
ret = count;
}
return ret;
}
static loff_t chr_llseek(struct file* filp, loff_t offset, int orig)
{
loff_t ret = 0;
/* orig can be SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */
switch(orig)
{
case 0:
if(offset < 0)
{
ret = -EINVAL;
break;
}
if((unsigned int) offset > CHRMEM_SIZE)
{
ret = -EINVAL;
break;
}
filp->f_pos = (unsigned int) offset;
ret = filp->f_pos;
break;
case 1:
if((filp->f_pos + offset) > CHRMEM_SIZE)
{
ret = -EINVAL;
break;
}
if((filp->f_pos + offset) < 0)
{
ret = -EINVAL;
break;
}
filp->f_pos += offset;
ret = filp->f_pos;
break;
default:
ret = - EINVAL;
break;
}
return ret;
}
static const struct file_operations chr_ops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = chr_llseek,
.read = chr_read,
.write = chr_write,
.ioctl = chr_ioctl,
.open = chr_open,
.release = chr_release
};
static void chr_setup_cdev(struct chr_dev* dev, int index)
{
int err;
int devno = MKDEV(chr_major, index);
cdev_init(&dev->cdev, &chr_ops);
dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
err = cdev_add(&dev->cdev, devno, 1);
if(err)
{
printk(KERN_NOTICE "Error happend!\n");
}
}
int chr_init(void)
{
int result;
dev_t ndev;
result = alloc_chrdev_region(&ndev, 0, 1, "chr_dev");
if(result < 0 )
{
return result;
}
printk("chr_init(): major = %d, minor = %d\n", MAJOR(ndev), MINOR(ndev));
chr_major = MAJOR(ndev);
char_devp = kmalloc(sizeof(struct chr_dev), GFP_KERNEL);
if(!char_devp)
{
result = -ENOMEM;
goto final;
}
memset(char_devp, 0, sizeof(struct chr_dev));
chr_setup_cdev(char_devp, 0);
return 0;
final:
unregister_chrdev_region(ndev, 1);
return 0;
}
void chr_exit()
{
cdev_del(&char_devp->cdev);
kfree(char_devp);
unregister_chrdev_region(MKDEV(chr_major, 0), 1);
}
module_init(chr_init);
module_exit(chr_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("feixiaoxing!163.com");
MODULE_DESCRIPTION("A simple device example!");
不可否认，我们的代码出现了更多的内容，但是基本框架还是一致的。要是说区别，无非就是我们在原来的基础上添加了新的处理函数而已。说起来，我们对于设备的主要操作也就是这么几种，大家如果对此的概念已经非常成熟了，那么后面的学习就会轻松很多。当然和之前的驱动一样，我们也需要make & insmod char.ko & mknod /dev/chr_dev c 249 0。接下来，为了验证上述的内容是否正确，编写一段简单的测试代码是必不可少的。
[cpp] view plaincopy
#include
#include
#include
#define MEM_CLEAR 0x01
#define CHAR_DEV_NAME "/dev/chr_dev"
int main()
{
int ret;
int fd;
int index;
char buf[32];
/* open device */
fd = open(CHAR_DEV_NAME, O_RDWR | O_NONBLOCK);
if(fd < 0)
{
printf("open failed!\n");
return -1;
}
/* set buffer data, which will be stored into device */
for(index = 0; index < 32; index ++)
{
buf[index] = index;
}
/* write data */
write(fd, buf, 32);
memset(buf, 0, 32);
/* read data */
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
read(fd, buf, 32);
for(index = 0; index < 32; index ++)
{
printf("data[%d] = %d\n", index, buf[index]);
}
/* reset all data to zero, read it and check whether it is ok */
ioctl(fd, MEM_CLEAR, NULL);
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
read(fd, buf, 32);
for(index = 0; index < 32; index ++)
{
printf("data[%d] = %d\n", index, buf[index]);
}
close(fd);
return 0;
}
细心的朋友可能发现了，我们在用户侧代码中使用了很多的处理函数，基本上从open、release、read、write、lseek、ioctl全部包括了。测试代码处理的流程也非常简单，首先打开设备，接着写数据，后面就是读取数据，最后利用ioctl清除数据，程序返回。因为代码中包含了注释的内容，在此我们就不过多赘述了。大家慢慢看代码，应该都会了解和明白的。
希望以上的这段内容对大家有所帮助。
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