在内核空间申请一块4KB的内存用于模拟一个设备,并在驱动中提供针对这块内存的读、写、控制和定位函数,以供用户空间的进程能通过Linux系统调用获取或者设置这块内存的内容。

时间: 2024-04-21 08:27:00 浏览: 7
在内核空间申请一块4KB的内存,可以使用 `kmalloc()` 或 `vmalloc()` 函数。这里以 `kmalloc()` 函数为例: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/slab.h> #define DEVICE_NAME "mydevice" #define BUF_SIZE 4096 static char *dev_buf; static int major; static int mydevice_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_INFO "mydevice: device opened.\n"); return 0; } static int mydevice_release(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_INFO "mydevice: device closed.\n"); return 0; } static ssize_t mydevice_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { int bytes_read = 0; if (*pos >= BUF_SIZE) { return 0; } if (count + *pos > BUF_SIZE) { count = BUF_SIZE - *pos; } if (copy_to_user(buf, dev_buf + *pos, count)) { return -EFAULT; } *pos += count; bytes_read = count; printk(KERN_INFO "mydevice: %d bytes read.\n", bytes_read); return bytes_read; } static ssize_t mydevice_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { int bytes_written = 0; if (*pos >= BUF_SIZE) { return -ENOSPC; } if (count + *pos > BUF_SIZE) { count = BUF_SIZE - *pos; } if (copy_from_user(dev_buf + *pos, buf, count)) { return -EFAULT; } *pos += count; bytes_written = count; printk(KERN_INFO "mydevice: %d bytes written.\n", bytes_written); return bytes_written; } static long mydevice_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch (cmd) { case 0: // 控制命令0 // 执行相应的控制操作 break; case 1: // 控制命令1 // 执行相应的控制操作 break; default: return -ENOTTY; } return 0; } static loff_t mydevice_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence) { loff_t newpos = 0; switch (whence) { case 0: // SEEK_SET newpos = offset; break; case 1: // SEEK_CUR newpos = file->f_pos + offset; break; case 2: // SEEK_END newpos = BUF_SIZE + offset; break; default: return -EINVAL; } if (newpos < 0 || newpos > BUF_SIZE) { return -EINVAL; } file->f_pos = newpos; return newpos; } static struct file_operations mydevice_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = mydevice_open, .release = mydevice_release, .read = mydevice_read, .write = mydevice_write, .unlocked_ioctl = mydevice_ioctl, .llseek = mydevice_llseek, }; static int __init mydevice_init(void) { dev_buf = kmalloc(BUF_SIZE, GFP_KERNEL); if (!dev_buf) { printk(KERN_ALERT "mydevice: kmalloc failed.\n"); return -ENOMEM; } memset(dev_buf, 0, BUF_SIZE); major = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &mydevice_fops); if (major < 0) { printk(KERN_ALERT "mydevice: register_chrdev failed.\n"); return major; } printk(KERN_INFO "mydevice: Device registered, major = %d.\n", major); return 0; } static void __exit mydevice_exit(void) { unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME); kfree(dev_buf); printk(KERN_INFO "mydevice: Device unregistered.\n"); } module_init(mydevice_init); module_exit(mydevice_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("My Device Driver"); ``` 在上面的驱动代码中,使用 `kmalloc()` 函数申请一块大小为 4KB 的内存,并将内存清零,这块内存用于模拟一个设备。驱动提供了针对这块内存的读、写、控制和定位函数,分别为 `mydevice_read()`、`mydevice_write()`、`mydevice_ioctl()` 和 `mydevice_llseek()`,这些函数实现了对设备内存的相应操作。在驱动初始化函数 `mydevice_init()` 中,通过 `register_chrdev()` 函数注册一个字符设备,并将上述函数与字符设备操作集关联起来。 用户空间的进程可以通过 Linux 系统调用访问这个设备,例如: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #define DEVICE_NAME "/dev/mydevice" int main(int argc, char *argv[]) { int fd; char buf[4096]; int n; int cmd = 0; long arg = 0; fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR); if (fd < 0) { perror("open"); exit(EXIT_FAILURE); } n = read(fd, buf, sizeof(buf)); if (n < 0) { perror("read"); close(fd); exit(EXIT_FAILURE); } printf("read %d bytes: %.*s\n", n, n, buf); n = write(fd, "hello, world", 12); if (n < 0) { perror("write"); close(fd); exit(EXIT_FAILURE); } printf("write %d bytes.\n", n); if (ioctl(fd, cmd, arg) < 0) { perror("ioctl"); close(fd); exit(EXIT_FAILURE); } printf("ioctl succeed.\n"); if (lseek(fd, 0, SEEK_SET) < 0) { perror("lseek"); close(fd); exit(EXIT_FAILURE); } printf("lseek succeed.\n"); close(fd); return 0; } ``` 在上面的用户空间程序中,打开 `/dev/mydevice` 设备文件,并使用 `read()`、`write()`、`ioctl()` 和 `lseek()` 系统调用访问设备内存。

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