国嵌内核驱动进阶班-7-3(阻塞型字符设备驱动)
2015-06-03 23:53
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为什么阻塞?
在阻塞方式下,写没有足够的空间或读时候没有数据。
※ 阻塞方式是文件读写的默认方式。没有空间或者读时没有数据返回错误。
※残留问题:
驱动程序中全局变量 在不同进程间是共享的吗?
阻塞型设备驱动程序
驱动代码:
测试程序:
测试结果:
在阻塞方式下,写没有足够的空间或读时候没有数据。
※ 阻塞方式是文件读写的默认方式。没有空间或者读时没有数据返回错误。
※残留问题:
驱动程序中全局变量 在不同进程间是共享的吗?
阻塞型设备驱动程序
驱动代码:
#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_ */
#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 <linux/slab.h> #include <asm/uaccess.h> #include "memdev.h" static int 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,中断信号唤醒 */ { 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 */ 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; } /*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("David Xie"); MODULE_LICENSE("GPL"); module_init(memdev_init); module_exit(memdev_exit);
ifneq ($(KERNELRELEASE),) obj-m := memdev.o else KDIR := /home/rpi/RpiLinux all: make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=/home/rpi/RpiTools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi- clean: rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers modul* endif
测试程序:
#include <stdio.h> int main() { FILE *fp = NULL; char Buf[128]; /*打开设备文件*/ fp = fopen("/dev/memdev0","r+"); if (fp == NULL) { printf("Open Dev memdev0 Error!\n"); return -1; } /*写入设备*/ strcpy(Buf,"memdev is char dev!"); printf("Write BUF: %s\n",Buf); fwrite(Buf, sizeof(Buf), 1, fp); sleep(5); fclose(fp); return 0; }
#include <stdio.h> int main() { FILE *fp = NULL; char Buf[128]; /*初始化Buf*/ strcpy(Buf,"memdev is char dev!"); printf("BUF: %s\n",Buf); /*打开设备文件*/ fp = fopen("/dev/memdev0","r+"); if (fp == NULL) { printf("Open memdev0 Error!\n"); return -1; } /*清除Buf*/ strcpy(Buf,"Buf is NULL!"); printf("Read BUF1: %s\n",Buf); /*读出数据*/ fread(Buf, sizeof(Buf), 1, fp); /*检测结果*/ printf("Read BUF2: %s\n",Buf); fclose(fp); return 0; }
测试结果:
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