标签：字符 return read ret dev Linux 驱动 printk user
在前面的三章里我们完成了驱动的框架、应用程序的编写，但是并没有实现文件的实际读写功能(只是通过内核打印出了调试信息)。这一章我们着重实现文件实际的读写效果。
由于没有实际数据IO，我们只是在驱动中定义一个数据传递给应用程序；在应用程序中定义个用户数据用来传递给内核(驱动)。
内核空间和用户空间的数据交互
因为用户和驱动之间的数据是分别存在在内核空间和用户空间中，我们需要在内核空间和数据空间之间做数据交互。这就要用到下面内核里的两个函数(uaccess.h中)：
static inline unsigned long __must_check copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n)
{
if (access_ok(VERIFY_READ, from, n))
n = __copy_from_user(to, from, n);
else /* security hole - plug it */
memset(to, 0, n);
return n;
}
static inline unsigned long __must_check copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)
{
if (access_ok(VERIFY_WRITE, to, n))
n = __copy_to_user(to, from, n);
return n;
}
从函数名字就可以看出来，一个是从用户空间(user)拷贝数据(copy_from_user)另一个是向用户空间复制数据(copy_to_user)。通过这两个函数，就可以实现数据在内核空间和用户空间进行交互。
驱动程序编写
驱动程序的编写是在上一章的驱动上完成的，只是修改了dev_write和dev_read两个函数，还新增了两个变量用来存储数据。
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#define DEV_MAJOR 200 //设备号
#define DEV_NAME "DEVICE_TEST" //设备名称
static char kerneldata[] = {"test data from kernel!"}; //测试用内核数据
static char writebuf[100]; //写缓存
// /**
// * @brief 打开设备文件
// *
// * @return int
// */
static int dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("dev open!\r\n");
return 0;
}
/**
* @brief 关闭设备文件
*
* @return int
*/
static int dev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("dev release!\r\n");
return 0;
}
/**
* @brief 读设备文件数据
*
* @param filp
* @param buf
* @param count
* @param ppos
* @return ssize_t
*/
static ssize_t dev_read(struct file *filp,
__user char *buf,
size_t count,
loff_t *ppos)
{
int ret = 0;
printk("dev read data!\r\n");
ret = copy_to_user(buf,kerneldata,sizeof(kerneldata)); //向用户空间写入数据
if (ret == 0){
return 0;
}
else{
printk("kernel read data error!");
return -1;
}
}
/**
* @brief 设备文件数据写入
*
* @param file
* @param buf
* @param count
* @param ppos
* @return ssize_t
*/
static ssize_t dev_write(struct file *file,
const char __user *buf,
size_t count,
loff_t *ppos)
{
int ret = 0;
printk("dev write data!\r\n");
ret = copy_from_user(writebuf,buf,count); //从用户空间获取数据写入内核空间(writebuf)
if (ret == 0){
printk("get data from APP:%s\r\n",writebuf);
return 0;
}
else{
printk("kernelwrite err!\r\n");
return -1;
}
}
/**
* @brief 文件操作结构体
*
*/
static struct file_operations testDev_fops= {
.owner = THIS_MODULE,
.open = dev_open,
.release = dev_release,
.read = dev_read,
.write = dev_write,
};
/**
* @brief 初始化
*
* @return int
*/
static int __init dev_init(void)
{
int ret = 0;
printk("device init!\r\n");
//字符设备注册
ret = register_chrdev(DEV_MAJOR, DEV_NAME, &testDev_fops);
if(ret < 0 ){
printk("device init failed\r\n");
}
return 0;
}
/**
* @brief 卸载
*
*/
static void __exit dev_exit(void)
{
//字符设备注销
unregister_chrdev(DEV_MAJOR,DEV_NAME);
printk("device exit\r\n");
}
module_init(dev_init); //模块加载
module_exit(dev_exit); //模块卸载
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ZeqiZ");
整个过程先放上面，在后面结合应用程序来大概讲一下。主要就是看下读和写两个函数。
应用程序
应用程序修改的地方大一些
/**
* @file testAPP.c
* @author your name (you@domain.com)
* @brief
* @version 0.1
* @date 2022-04-02
*
* @copyright Copyright (c) 2022
*
*/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/**
* @brief
*
* @param argc //参数个数
* @param argv //参数
* @return int
*/
int main(int argc,char *argv[])
{
char *filename; //文件名
filename = argv[1]; //文件名为命令行后第二个参数(索引值为1)
int ret = 0; //初始化操作返回值
int f = 0; //初始化文件句柄
int action = atoi(argv[2]); //读写标志:0为读，1为写
char readbuf[100]; //初始化读数据缓存
char writebuf[100]; //初始化写数据缓存
char testdata[] = {"data from user Application!"}; //测试数据，准备写入内核的数据
if(argc != 3){ //输入参数数量！=3,提示输入格式错误！
printf("input format error!");
}
f = open(filename, O_RDWR); //打开文件
if(f < 0){
printf("open file %s failed!\r\n", filename);
}
/**
* @brief 参数为0,进行读操作
*
*/
if(action == 0){
ret = read(f, readbuf , 100);
if (ret < 0)
{
printf("read err!");
return -1;
}
else{
printf("read data from kernel:%s\r\n",readbuf);
/*sleep1秒，等待printf函数打印完成*/
sleep(1);
ret = close(f);
return 0;
}
}
/**
* @brief 参数为1,进行写操作
*
*/
else if(action == 1){
ret = write(f, testdata, sizeof(testdata));
if(ret <0){
printf("write err!");
return -1;
}
else{
close(f);
return 0;
}
}
else{
close(f);
return 0;
}
}
因为我们通过应用文件操作驱动文件主要的方式就是读和写，所以方便起见命令的格式为
./APPtest /dev/testDev 0
一共3个参数，第一个是应用程序名称，第二个是设备节点文件，第三个是读写标志位。在函数一开始会判断参数数量是否和要求格式一致(3个)，不一致时提示格式错误。正常的话打开文件进行后续操作。
文件读写操作
这一章主要就是讲一下怎么实现文件的读写操作。
读数据
当我们需要获取硬件的数据时(例如获取传感器信息)就要使用到读操作。在挂载模块并加载设备文件节点以后通过命令行输入如下命令
./testAPP /dev/testDev 0
第三个参数为0(argv[2])，在APP里action变量值就为0。通过if据判断调用read函数。read函数中的参数为文件句柄f，读取缓存readbuf，读取的数据长度100。在执行read函数时，内核执行文件操作结构体内read对应的函数dev_read。dev_read里最主要的功能就是调用下面的函数
ret = copy_to_user(buf,kerneldata,sizeof(kerneldata)); //向用户空间写入数据
就是将kerneldata变量里的值传递给用户空间。用户空间在拿到值以后通过printf函数打印出来。
这里有个bug：
printf函数和printk函数的优先级不知道是不是有什么关系，在打印readbuf里的内容时，在打印了一半的信息后关闭文件的提示信息会被printk打印出来。然后再继续打印(类似中断的效果)。所以我在这里加了个sleep，等了1秒钟，等消息被打印完全了再关闭文件。
写数据
写数据和读数据的过程基本一致，在命令行内输入下面的命令
./testAPP /dev/testDev 1
通过第3个参数1,程序调用if判断执行write函数，在write函数里我们将testdata给到buf内，内核中使用
ret = copy_from_user(writebuf,buf,count); //从用户空间获取数据写入内核空间(writebuf)
if (ret == 0){
printk("get data from APP:%s\r\n",writebuf);
return 0;
}
copy_from_user函数，将数据读出至writebuf内，如果无异常就将writebuf里的数据通过printk打印出来，而这里的打印信息和关闭的打印信息都是通过内核的printk打印的，所以不存在前面的bug。这样整个驱动就完成了！
标签：字符,return,read,ret,dev,Linux,驱动,printk,user 来源： https://www.cnblogs.com/yinsedeyinse/p/16074539.html
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