前言
相信經(jīng)過hello程序的編譯，大家對內(nèi)核模塊已經(jīng)有所了解。下面要介紹的是如何實(shí)現(xiàn)一個簡單的字符設(shè)備。
首先在用戶目錄下創(chuàng)建文件夾scull，其中包含三個文件：scull.c、Makefile、build
scull.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h> /* everything... */
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h> /* copy_*_user */
MODULE_LICENSE("GPL");
int scull_major = 0;
int scull_minor = 0;
struct cdev cdev; /* Char device structure */
#define MAX_SIZE 10
size_t size = 0;
char store[MAX_SIZE];
/*
* Open and close
*/
int scull_open(struct inode *inode , struct file *filp)
{
/* trim to 0 the length of the device if open was write -only
*/
if ( (filp ->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) {
size = 0;
}
return 0; /* success */
}
int scull_release(struct inode *inode , struct file *filp)
{
return 0;
}
/*
* Data management: read and write
*/
ssize_t scull_read(struct file *filp , char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
ssize_t retval = 0;
if (*f_pos >= size)
goto out;
if (*f_pos + count > size)
count = size - *f_pos;
if (copy_to_user(buf, store + *f_pos , count)) {
retval = -EFAULT;
goto out;
}
*f_pos += count;
retval = count;
out:
return retval;
}
ssize_t scull_write(struct file *filp , const char __user *buf,size_t count ,loff_t *f_pos)
{
ssize_t retval = -ENOMEM; /* value used in "goto out"
statements */
if (*f_pos >= MAX_SIZE)
goto out;
if (*f_pos + count > MAX_SIZE)
count = MAX_SIZE - *f_pos;
if (copy_from_user(store + *f_pos , buf, count)) {
retval = -EFAULT;
goto out;
}
*f_pos += count;
retval = count;
/* update the size */
if (size < *f_pos)
size = *f_pos;
out:
return retval;
}
struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE ,
.read = scull_read ,
.write = scull_write ,
.open = scull_open ,
.release = scull_release ,
};
int scull_init_module(void)
{
int result;
dev_t dev = 0;//在linux中是unsigned int 類型，32位，用于在驅(qū)動程序中定義設(shè)備編號，高12位為主設(shè)備號，低20位為次設(shè)備號
/*
* Get a range of minor numbers to work with , asking for a
dynamic major
*/
result = alloc_chrdev_region(&dev, scull_minor , 1, "scull");//動態(tài)申請?jiān)O(shè)備號，設(shè)備名稱"scull",設(shè)備個數(shù)1，次設(shè)備號scull_minor,申請到的設(shè)備號存儲在dev中。該函數(shù)返回值小于0表示申請失敗。
scull_major = MAJOR(dev);
if (result < 0) {
printk(KERN_WARNING "scull:?can't?get?major?%d\n",
scull_major);
return result;
}
/* register our device */
cdev_init(&cdev , &scull_fops);//用上面聲明的scull_fops初始化cdev。
cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev.ops = &scull_fops;
result = cdev_add (&cdev , dev, 1);//這個是在字符設(shè)備中添加一個設(shè)備。
if (result) {
printk(KERN_WARNING "Error?%d?adding?scull", result)
;
unregister_chrdev_region(dev, 1);
return result;
}
return 0; /* succeed */
}
void scull_cleanup_module(void)
{
/* cleanup_module is never called if registering failed */
dev_t dev;
cdev_del(&cdev);
dev = MKDEV(scull_major , scull_minor);
unregister_chrdev_region(dev, 1);
}
module_init(scull_init_module);
module_exit(scull_cleanup_module);
cdev結(jié)構(gòu)的說明
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;//所屬模塊
const struct file_operations *ops;//文件操作結(jié)構(gòu)
struct list_head list;
dev_t dev; //設(shè)備號，int 類型，高12位為主設(shè)備號，低20位為次設(shè)備號
unsigned int count;
};
cdev_add (&cdev , dev, 1)
這個是在字符設(shè)備中添加一個設(shè)備。具體實(shí)現(xiàn)中的kobj_map有些復(fù)雜，感興趣的可以參考steven_miao的ChinaUnix博客或者搜索相關(guān)問題深入研究。
read()與write()函數(shù)。
scull_read/scull_write(struct file *filp , char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)
filp文件類型,一般在open函數(shù)中都會使filp指向本模塊的文件結(jié)構(gòu)，但是本文采用全局變量實(shí)現(xiàn)，沒有用到filp。buf是要讀到的地方,count是要讀取的個數(shù),f_ops是偏移量。
copy_from_user和copy_to_user的函數(shù)原型都是strncpy,因?yàn)樯婕暗絻?nèi)核與用戶權(quán)限問題對其進(jìn)行封裝。
build
make -C /lib/modules/$(uname -r)/build M=$(pwd) modules
Makefile
obj-m := scull.o
編譯裝載模塊
編譯：打開命令行，執(zhí)行以下命令：
cd scull
sh build
安裝：
sudo insmod scull.ko //裝載模塊scull.ko
查看注冊設(shè)備：
cat /proc/devices | grep scull
如果有類似下面的信息（數(shù)字可能不一樣），則說明一切順利。否則說明模塊初始化有錯誤，可查看/var/log/kern.log 了解具體情況。
250 scull
建立設(shè)備文件
sudo mknod /dev/scull c 250 0//按照查看的設(shè)備號更改250
測試
sudo su
echo 123 > /dev/scull
cat /dev/scull
如果看到輸出123證明設(shè)備正常工作。
設(shè)備移除
sudo rm /dev/scull
sudo rmmod scull
希望大家認(rèn)真對待這次的字符設(shè)備，閱讀相關(guān)資料，了解每個函數(shù)的功能，參數(shù)的作用，這會在以后的實(shí)驗(yàn)中多次用到。
