Linux高级字符设备驱动

Linux高级字符设备驱动

设备Ioctl控制

[日期：2012-05-17]

来源：Linux社区 作者：yinjiabin

[字体：大 中 小]

来源地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2012-05/60469p3.htm

1. Ioctl 用来做什么?

大部分驱动除了需要具备读写设备的能力外,还需要具备对硬件控制的能力。例如,要求设备报告错误信息,改变波特率,这些操作常常通过ioctl方法来实现。

1.1 用户使用方法

在用户空间，使用ioctl 系统调用来控制设备，原型如下:

int ioctl(int fd,unsigned long cmd,...)

原型中的点表示这是一个可选的参数，存在与否依赖于控制命令(第2 个参数)是否涉及到与设备的数据交互。

1.2 驱动ioctl方法

ioctl 驱动方法有和用户空间版本不同的原型:

int (*ioctl)(struct inode *inode,struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned long arg)

cmd参数从用户空间传下来,可选的参数arg 以一个unsigned long 的形式传递,不管它是一个整数或一个指针。如果cmd命令不涉及数据传输，则第3 个参数arg的值无任何意义。

2. Ioctl实现

2.1 实现Ioctl方法的步骤:

1) 定义命令

2.) 实现命令

2.2 定义命令

在编写ioctl代码之前，首先需要定义命令。为了防止对错误的设备使用正确的命令，命令号应该在系统范围内是唯一的。ioctl 命令编码被划分为几个位段，include/asm/ioctl.h中定义了这些位字段：类型（幻数），序号，传送方向，参数的大小。Documentation/ioctl-number.txt文件中罗列了在内核中已经使用了的幻数。

定义ioctl 命令的正确方法是使用4 个位段, 这个列表中介绍的符号定义在<linux/ioctl.h>中:

1) Type

幻数(类型): 表明哪个设备的命令,在参考了ioctlnumber.txt之后选出，8 位宽。

2) Number

序号，表明设备命令中的第几个,8 位宽

3) Direction

数据传送的方向，可能的值是_IOC_NONE(没有数据传输),_IOC_READ, _IOC_WRITE。数据传送是从应用程序的观点来看待的，_IOC_READ 意思是从设备读。

4) Size

用户数据的大小。（13/14位宽，视处理器而定）

内核提供了下列宏来帮助定义命令:

1) _IO(type，nr)

没有参数的命令

2) _IOR(type，nr，datatype)

从驱动中读数据

3) _IOW(type，nr，datatype)

写数据到驱动

4) _IOWR(type，nr，datatype)

双向传送，type 和number 成员作为参数被传递。

定义命令(范例)

#define MEM_IOC_MAGIC ‘m’ //定义幻数

#define MEM_IOCSET

_IOW(MEM_IOC_MAGIC, 0, int)

#define MEM_IOCGQSET

_IOR(MEM_IOC_MAGIC, 1, int)

2.3 Ioctl函数实现

定义好了命令,下一步就是要实现Ioctl函数了，Ioctl函数的实现包括如下3个技术环节:

1) 返回值

2) 参数使用

3) 命令操作

2.3.1 Ioctl函数实现(返回值)

Ioctl函数的实现通常是根据命令执行的一个switch语句。但是，当命令号不能匹配任何一个设备所支持的命令时，通常返回-EINVAL（“非法参数”）。

2.3..2 Ioctl函数实现(参数)

如何使用Ioctl中的参数?

如果是一个整数，可以直接使用。如果是指针，我们必须确保这个用户地址是有效的,因此使用前需进行正确的检查。

2.3.3 Ioctl函数实现(参数检查)

不需要检测：

1) copy_from_user

2) copy_to_user

3) get_user

4) put_user

需要检测：

1) __get_user

2) __put_user

int access_ok(int type, const void *addr, unsigned long size)

第一个参数是VERIFY_READ 或者VERIFY_WRITE，用来表明是读用户内存还是写用户内存。addr 参数是要操作的用户内存地址，size 是操作的长度。如果ioctl 需要从用户空间读一个整数，那么size参数等于sizeof(int)。access_ok 返回一个布尔值: 1 是成功(存取没问题)和0 是失败(存取有问题),如果该函数返回失败, 则Ioctl应当返回–EFAULT 。

3. Ioctl函数实现范例

if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)

err = !access_ok(VERIFY_WRITE, (void __user *)arg,_IOC_SIZE(cmd)); //why _IOC_READ 对应VERIFY_WRITE ???

else if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)

err = !access_ok(VERIFY_READ, (void __user *)arg,_IOC_SIZE(cmd));

if (err)

return -EFAULT;

switch(cmd)

{

case MEM_IOCSQUANTUM: /* Set: arg points to the value */

retval = __get_user(scull_quantum, (int *)arg);

break;

case MEM_IOCGQUANTUM: /* Get: arg is pointer to result */

retval = __put_user(scull_quantum, (int *)arg);

break;

default:

return –EINVAL;

}

在Linux驱动程序设计中,可以使用等待队列来实现进程的阻塞,等待队列可看作保存进程的容器,在阻塞进程时,将进程放入等待队列,当唤醒进程时,从等待等列中取出进程。

Linux 2.6内核提供了如下关于等待队列的操作:

1、定义等待队列

wait_queue_head_t my_queue

2、初始化等待队列

init_waitqueue_head(&my_queue)

3、定义并初始化等待队列

DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_queue)

4、有条件睡眠

1）wait_event(queue,condition)

当condition(一个布尔表达式)为真时,立即返回;否则让进程进入TASK_UNINTERRUPTIBLE模式的睡眠,并挂在queue参数所指定的等待队列上。

2）wait_event_interruptible(queue,condition)

当condition(一个布尔表达式)为真时,立即返回;否则让进程进入TASK_INTERRUPTIBLE的睡眠,并挂在queue参数所指定的等待队列上。

3）int wait_event_killable(wait_queue_t queue, condition)

当condition(一个布尔表达式)为真时,立即返回;否则让进程进入TASK_KILLABLE的睡眠,并挂在queue参数所指定的等待队列上。

5、无条件睡眠(老版本,建议不再使用)

1）sleep_on(wait_queue_head_t *q)

让进程进入不可中断的睡眠,并把它放入等待队列q。

2）interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)

让进程进入可中断的睡眠,并把它放入等待队列q。

6、从等待队列中唤醒进程

1） wake_up(wait_queue_t *q)

从等待队列q中唤醒状态为TASK_UNINTERRUPTIBLE,TASK_INTERRUPTIBLE,TASK_KILLABLE 的所有进程。

2） wake_up_interruptible(wait_queue_t *q)

从等待队列q中唤醒状态为TASK_INTERRUPTIBLE 的进程。

1、阻塞型字符设备驱动的功能

当一个设备无法立刻满足用户的读写请求时应当如何处理? 例如:调用read时没有数据可读, 但以后可能会有;或者一个进程试图向设备写入数据,但是设备暂时没有准备好接收数据。应用程序通常不关心这种问题,应用程序只是调用 read 或 write 并得到返回值。驱动程序应当(缺省地)阻塞进程,使它进入睡眠,直到请求可以得到满足。

2、阻塞方式

1）在阻塞型驱动程序中,Read实现方式如下:如果进程调用read,但设备没有数据或数据不足,进程阻塞。当新数据到达后,唤醒被阻塞进程。

2）在阻塞型驱动程序中,Write实现方式如下:如果进程调用了write,但设备没有足够的空间供其写入数据,进程阻塞。当设备中的数据被读走后,缓冲区中空出部分空间,则唤醒进程。

3、非阻塞方式

阻塞方式是文件读写操作的默认方式,但应用程序员可通过使用O_NONBLOCK标志来人为的设置读写操作为非阻塞方式(该标志定义在<linux/fcntl.h>中,在打开文件时指定)。

如果设置了O_NONBLOCK标志,read和write的行为是不同的。如果进程在没有数据就绪时调用了read,或者在缓冲区没有空间时调用了write,系统只是简单地返回-EAGAIN,而不会阻塞进程。

4、实例分析

程序实现的功能当进程读文件时，没有数据可读，则该进程阻塞。

1）memdev.h源代码

#ifndef _MEMDEV_H_

#define _MEMDEV_H_

#ifndef MEMDEV_MAJOR

#define MEMDEV_MAJOR 0 /*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

#endif

/*mem设备描述结构体*/

struct mem_dev

{

char *data;

unsigned long size;

wait_queue_head_t inq;

};

#endif /* _MEMDEV_H_ */

2）阻塞型字符驱动memdev.c

#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>

#include "memdev.h"

static mem_major = MEMDEV_MAJOR;

bool have_data = false; /*表明设备有足够的数据可供读*/

module_param(mem_major, int, S_IRUGO);

struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体制针*/

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);

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;

return 0;

}

/*release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)

{

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*/

/*判断读位置是否有效*/

if (p >= MEMDEV_SIZE)

return 0;

if (count > MEMDEV_SIZE - p)

count = MEMDEV_SIZE - p;

while (!have_data) /* 没有数据可读 ，考虑为什么不用if，而用while。答：为了排除由于中断唤醒等待队列，但此时并没有数据可读，故次用while和interruptible配合的原因*/

{

/*判断用户是否设置了非阻塞方式*/

if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)

return -EAGAIN; /*设置了非阻塞方式*/

/*当设置了阻塞方式*/

wait_event_interruptible(dev->inq,have_data);/**当have_data为真时，立即返回，否则让进程进入TASK_KILL

的睡眠 并挂在dev->inq队列上*/

}

/*读数据到用户空间*/

if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))

{

ret = - EFAULT;

}

else

{

*ppos += count;

ret = count;

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

}

have_data = false; /* 表明不再有数据可读 */

return ret;

}

/*写函数*/

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

{

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);

}

have_data = true; /* 有新的数据可读 */

/* 唤醒读进程*/

wake_up(&(dev->inq));

return ret;

}

/* seek函数 */

static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)

{

loff_t newpos;

switch(whence) {

case 0: /* SEEK_SET */

newpos = offset;

break;

case 1: /* SEEK_CUR */

newpos = filp->f_pos + offset;

break;

case 2: /* SEEK_END */

newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;

break;

default: /* can't happen */

return -EINVAL;

}

if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))

return -EINVAL;

filp->f_pos = newpos;

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)

{

int result;

int i;

dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);

/* 静态申请设备号*/

if (mem_major)

result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");

else /* 动态分配设备号 */

{

result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");

mem_major = MAJOR(devno);

}

if (result < 0)

return result;

/*初始化cdev结构*/

cdev_init(&cdev, &mem_fops);

cdev.owner = THIS_MODULE;

cdev.ops = &mem_fops;

/* 注册字符设备*/

cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);

/* 为设备描述结构分配内存*/

mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);

if (!mem_devp) /*申请失败*/

{

result = - ENOMEM;

goto fail_malloc;

}

memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));

/*为设备分配内存*/

for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)

{

mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;

mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);

memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);

/*初始化等待队列*/

init_waitqueue_head(&(mem_devp[i].inq));

}

return 0;

fail_malloc:

unregister_chrdev_region(devno, 1);

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("yinjiabin");

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(memdev_init);

module_exit(memdev_exit);

3）测试程序源码app-read.c
#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/select.h>

#include <sys/time.h>

#include <errno.h>

int main()

{

int fd;

fd_set rds;

int ret;

char Buf[128];

/*初始化Buf*/

strcpy(Buf,"memdev is char dev!");

printf("BUF: %s\n",Buf);

/*打开设备文件*/

fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);

FD_ZERO(&rds);

FD_SET(fd, &rds);

/*清除Buf*/

strcpy(Buf,"Buf is NULL!");

printf("Read BUF1: %s\n",Buf);

ret = select(fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);

if (ret < 0)

{

printf("select error!\n");

exit(1);

}

if (FD_ISSET(fd, &rds))

read(fd, Buf, sizeof(Buf));

/*检测结果*/

printf("Read BUF2: %s\n",Buf);

close(fd);

return 0;

}

1、什么是Poll方法,功能是什么?



2、Select系统调用(功能)

Select系统调用用于多路监控,当没有一个文件满足要求时,select将阻塞调用进程。

int select(int maxfd, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fe_set *exceptfds, const struct timeval *timeout)

Select系统调用(参数)

1）Maxfd:

文件描述符的范围,比待检测的最大文件描述符大1

2）Readfds:

被读监控的文件描述符集

3）Writefds:

被写监控的文件描述符集

4）Exceptfds:

被异常监控的文件描述符集;

5）Timeout:

定时器，Timeout取不同的值,该调用有不同的表现:
1>Timeout值为0,不管是否有文件满足要求,都立刻返回,无文件满足要求返回0,有文件满足要求返回一个正值。

2>Timeout为NULL,select将阻塞进程,直到某个文件满足要求

3>Timeout 值 为 正 整 数 , 就 是 等 待 的 最 长 时 间 , 即select在timeout时间内阻塞进程。

3、Select系统调用(返回值)

Select调用返回时,返回值有如下情况:

1）正常情况下返回满足要求的文件描述符个数;

2）经过了timeout等待后仍无文件满足要求,返回值为0;

3）如果select被某个信号中断,它将返回-1并设置errno为EINTR。

4）如果出错,返回-1并设置相应的errno。

4、Select系统调用(使用方法)

1）将要监控的文件添加到文件描述符集

2）调用Select开始监控

3）判断文件是否发生变化

系统提供了4个宏对描述符集进行操作:

#include <sys/select.h>

void FD_SET(int fd, fd_set *fdset)

void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset)

void FD_ZERO(fd_set *fdset)

void FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset)

宏FD_SET将文件描述符fd添加到文件描述符集fdset中;

宏FD_CLR从文件描述符集fdset中清除文件描述符fd;

宏FD_ZERO清空文件描述符集fdset;

在调用select后使用FD_ISSET来检测文件描述符集fdset中的文件fd发生了变化。

FD_ZERO(&fds); //清空集合

FD_SET(fd1,&fds); //设置描述符

FD_SET(fd2,&fds); //设置描述符

maxfdp=fd1+1; //描述符最大值加1,假设fd1>fd2

switch(select(maxfdp,&fds,NULL,NULL,&timeout))

case -1: exit(-1);break; //select错误,退出程序

case 0:break;

default:

if(FD_ISSET(fd1,&fds)) //测试fd1是否可读

5、poll方法

应用程序常常使用select系统调用,它可能会阻塞进程。这个调用由驱动的 poll 方法实现,原型为:unsigned int (*poll)(struct file *filp,poll_table *wait)
Poll设备方法负责完成:

1）使用poll_wait将等待队列添加到poll_table中。

2）返回描述设备是否可读或可写的掩码。

位掩码

1>POLLIN 设备可读

2>POLLRDNORM数据可读

3>POLLOUT\设备可写

4>POLLWRNORM数据可写

设备可读通常返回(POLLIN|POLLRDNORM )

设备可写通常返回(POLLOUT|POLLWRNORM )

6、范例

static unsigned int mem_poll(struct file *filp,poll_table *wait)

{

struct scull_pipe *dev =filp->private_data;

unsigned int mask =0;

/* 把等待队列添加到poll_table */

poll_wait(filp,&dev->inq,wait);

/*返回掩码*/

if (有数据可读)

mask = POLLIN |POLLRDNORM;/*设备可读*/

return mask;

}

7、工作原理

Poll方法只是做一个登记,真正的阻塞发生在select.c 中的 do_select函数。

8、实例分析

1）poll型设备驱动memdev.h源码

#ifndef _MEMDEV_H_

#define _MEMDEV_H_

#ifndef MEMDEV_MAJOR

#define MEMDEV_MAJOR 0 /*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

#endif

/*mem设备描述结构体*/

struct mem_dev

{

char *data;

unsigned long size;

wait_queue_head_t inq;

};

#endif /* _MEMDEV_H_ */

2）Poll型设备驱动memdev.c源码

#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>

#include <linux/poll.h>

#include "memdev.h"

static mem_major = MEMDEV_MAJOR;

bool have_data = false; /*表明设备有足够数据可供读*/

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);

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;

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)

{

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*/

/*判断读位置是否有效*/

if (p >= MEMDEV_SIZE)

return 0;

if (count > MEMDEV_SIZE - p)

count = MEMDEV_SIZE - p;

while (!have_data) /* 没有数据可读，考虑为什么不用if，而用while */

{

if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)

return -EAGAIN;

wait_event_interruptible(dev->inq,have_data);

}

/*读数据到用户空间*/

if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))

{

ret = - EFAULT;

}

else

{

*ppos += count;

ret = count;

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

}

have_data = false; /* 表明不再有数据可读 */

/* 唤醒写进程 */

return ret;

}

/*写函数*/

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

{

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);

}

have_data = true; /* 有新的数据可读 */

/* 唤醒读进程 */

wake_up(&(dev->inq));

return ret;

}

/* seek文件定位函数 */

static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)

{

loff_t newpos;

switch(whence) {

case 0: /* SEEK_SET */

newpos = offset;

break;

case 1: /* SEEK_CUR */

newpos = filp->f_pos + offset;

break;

case 2: /* SEEK_END */

newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;

break;

default: /* can't happen */

return -EINVAL;

}

if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))

return -EINVAL;

filp->f_pos = newpos;

return newpos;

}

unsigned int mem_poll(struct file *filp, poll_table *wait)

{

struct mem_dev *dev = filp->private_data;

unsigned int mask = 0;

/*将等待队列添加到poll_table表中 */

poll_wait(filp, &dev->inq, wait);

if (have_data)

mask |= POLLIN | POLLRDNORM; /* readable */

return mask;

}

/*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,

.poll = mem_poll,

};

/*设备驱动模块加载函数*/

static int memdev_init(void)

{

int result;

int i;

dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);

/* 静态申请设备号*/

if (mem_major)

result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");

else /* 动态分配设备号 */

{

result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");

mem_major = MAJOR(devno);

}

if (result < 0)

return result;

/*初始化cdev结构*/

cdev_init(&cdev, &mem_fops);

cdev.owner = THIS_MODULE;

cdev.ops = &mem_fops;

/* 注册字符设备 */

cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);

/* 为设备描述结构分配内存*/

mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);

if (!mem_devp) /*申请失败*/

{

result = - ENOMEM;

goto fail_malloc;

}

memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));

/*为设备分配内存*/

for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)

{

mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;

mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);

memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);

/*初始化等待队列*/

init_waitqueue_head(&(mem_devp[i].inq));

//init_waitqueue_head(&(mem_devp[i].outq));

}

return 0;

fail_malloc:

unregister_chrdev_region(devno, 1);

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);

3）测试程序app-read.c源码

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/select.h>

#include <sys/time.h>

#include <errno.h>

int main()

{

int fd;

fd_set rds; //声明描述符集合

int ret;

char Buf[128];

/*初始化Buf*/

strcpy(Buf,"memdev is char dev!");

printf("BUF: %s\n",Buf);

/*打开设备文件*/

fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);

FD_ZERO(&rds); //清空描述符集合

FD_SET(fd, &rds); //设置描述符集合

/*清除Buf*/

strcpy(Buf,"Buf is NULL!");

printf("Read BUF1: %s\n",Buf);

ret = select(fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);//调用select（）监控函数

if (ret < 0)

{

printf("select error!\n");

exit(1);

}

if (FD_ISSET(fd, &rds)) //测试fd1是否可读

read(fd, Buf, sizeof(Buf));

/*检测结果*/

printf("Read BUF2: %s\n",Buf);

close(fd);

return 0;

}