完善例子中的字符设备程序,使之满足以下功能: i.安装设备后从设备中读出字符串为自己学号的后3位; ii. 设备支持每次写入字符不超过1024个,超过部分被丢弃,并且能够保存最近一次修改前的rwbuf里的内容。 iii. 设备支持系统调用ioctl(int d, int req,…),共支持设置三种模式:a. 清除设备中写入的字符串; b. 从设备中读时,读出的是最近一次修改前的内容。 c. 从设备中读时,读出的是最新内容 iv. 设备关闭前不能被多次打开; v. 自己编写测试程序,验证以上功能 vi. 在上述基础上增加mmap接口,使其能够通过mmap读写rwbuf中的内容

时间: 2024-02-09 10:13:30 浏览: 19
下面是一个实现了上述功能的字符设备程序代码(仅供参考): ```c #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/semaphore.h> #include <linux/ioctl.h> #include <linux/mman.h> #include <asm/page.h> #define DEVICE_NAME "mydev" #define MAJOR_NUM 200 #define MAX_WRITE_LEN 1024 #define RWBUF_SIZE 4096 static char *rwbuf; static int rwbuf_len = 0; static struct semaphore sem; static int dev_open_count = 0; static int mode = 2; // 默认为最新内容模式 static int mydev_open(struct inode *inode, struct file *file) { if (dev_open_count > 0) { return -EBUSY; } dev_open_count++; try_module_get(THIS_MODULE); return 0; } static int mydev_release(struct inode *inode, struct file *file) { dev_open_count--; module_put(THIS_MODULE); return 0; } static ssize_t mydev_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { if (down_interruptible(&sem)) { return -ERESTARTSYS; } if (count > rwbuf_len) { count = rwbuf_len; } if (copy_to_user(buf, rwbuf, count)) { up(&sem); return -EFAULT; } if (mode == 1) { // 读出最近一次修改前的内容 rwbuf_len = *pos; } up(&sem); return count; } static ssize_t mydev_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { if (down_interruptible(&sem)) { return -ERESTARTSYS; } if (count > MAX_WRITE_LEN) { count = MAX_WRITE_LEN; } if (copy_from_user(rwbuf, buf, count)) { up(&sem); return -EFAULT; } rwbuf_len = count; up(&sem); return count; } static long mydev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch (cmd) { case 0: // 清除设备中写入的字符串 if (down_interruptible(&sem)) { return -ERESTARTSYS; } rwbuf_len = 0; up(&sem); break; case 1: // 读取最近一次修改前的内容 mode = 1; break; case 2: // 读取最新内容 mode = 2; break; default: return -EINVAL; } return 0; } static int mydev_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma) { unsigned long pfn; if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, virt_to_phys(rwbuf) >> PAGE_SHIFT, vma->vm_end - vma->vm_start, vma->vm_page_prot)) { return -EAGAIN; } return 0; } static const struct file_operations mydev_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = mydev_open, .release = mydev_release, .read = mydev_read, .write = mydev_write, .unlocked_ioctl = mydev_ioctl, .mmap = mydev_mmap, }; static struct cdev mydev_cdev; static int __init mydev_init(void) { int ret = 0; dev_t dev = MKDEV(MAJOR_NUM, 0); ret = register_chrdev_region(dev, 1, DEVICE_NAME); if (ret < 0) { printk(KERN_ALERT "Failed to register device number\n"); return ret; } cdev_init(&mydev_cdev, &mydev_fops); mydev_cdev.owner = THIS_MODULE; ret = cdev_add(&mydev_cdev, dev, 1); if (ret < 0) { unregister_chrdev_region(dev, 1); printk(KERN_ALERT "Failed to add device\n"); return ret; } rwbuf = kmalloc(RWBUF_SIZE, GFP_KERNEL); if (!rwbuf) { cdev_del(&mydev_cdev); unregister_chrdev_region(dev, 1); printk(KERN_ALERT "Failed to allocate memory\n"); return -ENOMEM; } sema_init(&sem, 1); printk(KERN_INFO "mydev installed\n"); return 0; } static void __exit mydev_exit(void) { dev_t dev = MKDEV(MAJOR_NUM, 0); kfree(rwbuf); cdev_del(&mydev_cdev); unregister_chrdev_region(dev, 1); printk(KERN_INFO "mydev uninstalled\n"); } module_init(mydev_init); module_exit(mydev_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); ``` 测试程序可以使用以下代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <sys/mman.h> #define DEVICE_NAME "/dev/mydev" void clear_device(int fd) { int ret = ioctl(fd, 0); if (ret < 0) { perror("ioctl"); } else { printf("Device cleared\n"); } } void read_device(int fd) { char buf[1024]; int ret = read(fd, buf, sizeof(buf)); if (ret < 0) { perror("read"); } else { buf[ret] = '\0'; printf("Read from device: %s\n", buf); } } void write_device(int fd, const char *str) { int len = strlen(str); int ret = write(fd, str, len); if (ret < 0) { perror("write"); } else { printf("Write to device: %s\n", str); } } void mmap_device(int fd) { char *buf = mmap(NULL, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); if (buf == MAP_FAILED) { perror("mmap"); } else { printf("mmap success\n"); printf("Content of rwbuf: %s\n", buf); strcpy(buf, "Hello, mmap!"); printf("Content of rwbuf after modification: %s\n", buf); munmap(buf, 4096); } } int main(int argc, char *argv[]) { int fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR); if (fd < 0) { perror("open"); return -1; } clear_device(fd); write_device(fd, "064"); printf("Read in default mode (latest content):\n"); read_device(fd); printf("Switch to read mode (recent content):\n");

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