日期:2014-05-16  浏览次数:20661 次

linux驱动编写(字符设备编写框架)

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    上次我们编写了一个简单的字符设备,但是涉及的内容比较少,只有open和read两个函数。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。
#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>

#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;