第一个驱动程序

2023-09-05 阅读 69 评论 0

摘要：文章目录功能源码Makefile测试挂载驱动创建设备结点测试卸载驱动程序功能通过在内存中开辟一块内存作为设备，编写一套针对这篇内存空间的驱动程序。实现对该片内存空间的系统调用（read，write，iotcl，open，lseek）基于宋宝

文章目录

功能
源码
Makefile
测试
- 挂载驱动
- 创建设备结点
- 测试
- 卸载驱动程序

功能

通过在内存中开辟一块内存作为设备，编写一套针对这篇内存空间的驱动程序。实现对该片内存空间的系统调用（read，write，iotcl，open，lseek）

基于宋宝华版 Linux设备驱动开发详解

源码

#include<linux/module.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>#define GLOBALMEM_SIZE 0x1000 //设置设备内存大小
#define MEM_ClEAR 0x1   //设置inctol命令
#define GLOBALEMEM_MAJOR 230  //设置主设备号//使用一个静态变量来存储主设备号吗，用于后面传参
static int  globalmem_major=GLOBALEMEM_MAJOR;
module_param(globalmem_major,int,S_IRUGO);
/*驱动传参的宏，即类似与main函数中的argv，可以传参给内核
*globalmem_major:表示设备在sysf文件系统中显示的名子，int是参数globalmem_major的类型
*S_IRUGO:表示的是该参数在文件系统中的访问权限 S_IRUGO:表示用户，组和其他人都可读。
*意思就是这个设备的名字，在文件系统上是不可以被修改的且类型为int
*//*定义设备结构*/
struct globalmem_dev{struct cdev cdev;  //设备结构体unsigned char mem[GLOBALMEM_SIZE];//该设备占有的大小
};//定义设备结构体的全局变量
struct globalmem_dev *globalmem_devp;//开始实现文件操作结构体中的函数，将文件操作结构体实例化
static int globalmem_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{/*struct inode 结构体表示打开文件的inode索引结点，每个文件的索引结点都是唯一的*struct file 结构体表示一个打开的文件在内核中所对应的struct file结构体。包含了*文件偏移指针，文件访问权限等信息。*/filp->private_data=globalmem_devp;/*private_data的作用是用来保存设备结构体的地址，方便在read，write等驱动函数中*被传递和调用结构体的成员*/return 0;
}static int globalmem_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{return 0;
}static long globalmem_ioctl(struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{struct globalmem_dev *devp=filp->private_data;//指向定义的全局设备结构体变量switch(cmd){case MEM_ClEAR:memset(devp->mem,0,GLOBALMEM_SIZE);printk(KERN_INFO "globalmem is set to zero\n");break;default:return -EINVAL;//无效参数}return 0;
}static ssize_t globalmem_read(struct file *filp,char __user* buf,size_t size,loff_t *ppos)
{/*filep:打开文件在内核对应的文件结构体指针，*buf:表示用户空间的内存地址*size:表示要读取的空间大小*opps：表示文件偏移量*/unsigned long p=*ppos;unsigned int count=size;int ret=0;//返回值struct globalmem_dev *dp=filp->private_data;if(p>=GLOBALMEM_SIZE){return 0;}if(count>GLOBALMEM_SIZE-p){count=GLOBALMEM_SIZE-p;}if(copy_to_user(buf,dp->mem+p, count)){return -EINVAL;}else{*ppos+=count;ret=count;printk(KERN_INFO "read %u bytes(s) from %lu\n",count,p);}return ret;
}static ssize_t globalmem_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 globalmem_dev* dp=filp->private_data;if(p>=GLOBALMEM_SIZE){return 0;}if(count>GLOBALMEM_SIZE-p){count=GLOBALMEM_SIZE-p;}if(copy_from_user(dp->mem+p, buf, count)){return -EINVAL;}else{*ppos+=count;ret=count;printk(KERN_INFO"written %u bytes(s) from %lu\n",count,p);}return ret;
}static loff_t globalmem_llseek(struct file *filp,loff_t offset,int orig)
{loff_t ret=0;switch(orig){case 0:if(offset<0){return -EINVAL;break;}if((unsigned int)offset>GLOBALMEM_SIZE){return -EINVAL;break;}filp->f_pos=(unsigned int)offset; //设置文件结构体的文件指针偏移ret=filp->f_pos;break;case 1:if((filp->f_pos + offset)>GLOBALMEM_SIZE){return -EINVAL;break;}if(filp->f_pos+offset<0){return -EINVAL;break;}filp->f_pos+=(unsigned int)offset;ret=filp->f_pos;break;default:ret=-EINVAL;break;}return ret;
}static const struct file_operations globalmem_fops={.owner = THIS_MODULE,.llseek = globalmem_llseek,.read = globalmem_read,.release = globalmem_release,.write = globalmem_write,.open = globalmem_open,.unlocked_ioctl = globalmem_ioctl,
};//绑定文件操作结构体和设备,设置设备结构体
static void globalmem_setup_cdev(struct globalmem_dev *dev,int index)
{/*index:表示次设备号*/int err,devno=MKDEV(globalmem_major, index);//获取设备号cdev_init(&dev->cdev,&globalmem_fops);//将文件操作结构体地址赋值给cedv->opsdev->cdev.owner=THIS_MODULE;err=cdev_add(&dev->cdev,devno,1);/*用于向linux内核系统中添加一个新的cdev结构体所描述的字符设备，并且使立即生效* devno表示设备号，1表示想要注册的设备号范围，为cdev->count赋值，*其实就是该类设备的数量*/if(err){printk(KERN_NOTICE "Error %d adding globalmem %d",err,index);}
}//向Linux内核注册设备,获取设备号
static int __init globalmem_init(void)
{int ret;dev_t devno=MKDEV(globalmem_major, 0);if(globalmem_major){ret=register_chrdev_region(devno, 1, "globalmem");}else{ret=alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "globalmem");globalmem_major=MAJOR(devno);//获取主设备号}if(ret<0){return ret;}globalmem_devp = kzalloc(sizeof(struct globalmem_dev), GFP_KERNEL);if(!globalmem_devp){ret=-EINVAL;goto fail_malloc;}globalmem_setup_cdev(globalmem_devp,0);return 0;fail_malloc:unregister_chrdev_region(devno, 1);return ret;
}module_init(globalmem_init);//使系统动态加载该模块static void __exit globalmem_exit(void)
{cdev_del(&globalmem_devp->cdev);//卸载设备kfree(globalmem_devp);unregister_chrdev_region(MKDEV(globalmem_major, 0), 1);
}module_exit(globalmem_exit);MODULE_AUTHOR("jacky");  //作者
MODULE_LICENSE("GPL v2"); //遵守GPL v2协议共享开源

注意：所有的详细思路都在注释里面，对于不清楚的点欢迎评论留言或者网上搜索

Makefile

KVERS = $(shell uname -r)
# Kernel modules
obj-m += globalmem_jacky.o
# Specify flags for the module compilation.
#EXTRA_CFLAGS=-g -O0build: kernel_moduleskernel_modules:make -C /lib/modules/$(KVERS)/build M=$(CURDIR) modulesclean:make -C /lib/modules/$(KVERS)/build M=$(CURDIR) clean