在Linux系统中,编写一个简单的字符型设备驱动程序模块,设备具有独占特性,可执行读和写操作,相关系统调用为open, close, read, write,open和close分别相当于请求和释放设备,read和write内容保存在设备模块内的缓冲区中。设备模块可动态注册和卸载,并建立与之对应的特殊文件/dev/mydev。
时间: 2024-02-18 21:05:29 浏览: 77
以下是一个简单的字符型设备驱动程序模块的示例代码,实现了设备独占特性和读写操作,同时注册了一个名为 "/dev/mydev" 的设备文件。在编写驱动程序时,需要注意设备文件的操作函数和设备驱动模块的初始化和卸载函数的实现。
```c
#include <linux/module.h> // 模块相关头文件
#include <linux/kernel.h> // 内核相关头文件
#include <linux/fs.h> // 文件系统相关头文件
#include <asm/uaccess.h> // 用户空间和内核空间数据拷贝相关头文件
// 设备名称
#define DEVICE_NAME "mydev"
// 设备缓冲区大小
#define BUFFER_SIZE 1024
// 设备缓冲区
static char device_buffer[BUFFER_SIZE];
// 设备打开计数器
static int device_open_count = 0;
// 设备打开函数
static int device_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
// 防止多个进程同时打开设备
if (device_open_count > 0)
return -EBUSY;
device_open_count++;
return 0;
}
// 设备释放函数
static int device_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
device_open_count--;
return 0;
}
// 设备读函数
static ssize_t device_read(struct file *file, char *buffer, size_t length, loff_t *offset)
{
// 实际读取的字节数
int bytes_read = 0;
// 如果读取的偏移量大于等于设备缓冲区的大小,返回 EOF
if (*offset >= BUFFER_SIZE)
return 0;
// 如果读取的字节数大于剩余的字节数,只读取剩余的字节数
if (length > (BUFFER_SIZE - *offset))
length = BUFFER_SIZE - *offset;
// 从设备缓冲区读取数据到用户空间缓冲区
if (copy_to_user(buffer, device_buffer + *offset, length))
return -EFAULT;
// 更新偏移量和实际读取的字节数
*offset += length;
bytes_read = length;
return bytes_read;
}
// 设备写函数
static ssize_t device_write(struct file *file, const char *buffer, size_t length, loff_t *offset)
{
// 实际写入的字节数
int bytes_written = 0;
// 如果写入的偏移量大于等于设备缓冲区的大小,返回写入失败
if (*offset >= BUFFER_SIZE)
return -ENOSPC;
// 如果写入的字节数大于剩余的字节数,只写入剩余的字节数
if (length > (BUFFER_SIZE - *offset))
length = BUFFER_SIZE - *offset;
// 从用户空间缓冲区写入数据到设备缓冲区
if (copy_from_user(device_buffer + *offset, buffer, length))
return -EFAULT;
// 更新偏移量和实际写入的字节数
*offset += length;
bytes_written = length;
return bytes_written;
}
// 设备文件操作结构体
static struct file_operations fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = device_open,
.release = device_release,
.read = device_read,
.write = device_write,
};
// 模块初始化函数
static int __init mydev_init(void)
{
// 注册字符设备驱动
if (register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &fops) < 0)
return -1;
printk(KERN_INFO "mydev: device registered\n");
return 0;
}
// 模块卸载函数
static void __exit mydev_exit(void)
{
// 注销字符设备驱动
unregister_chrdev(0, DEVICE_NAME);
printk(KERN_INFO "mydev: device unregistered\n");
}
// 指定模块初始化和卸载函数
module_init(mydev_init);
module_exit(mydev_exit);
// 指定模块作者和许可证
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_LICENSE("GPL");
```
编译这个驱动程序模块的命令为:
```sh
make -C /lib/modules/$(uname -r)/build M=$(pwd) modules
```
加载模块的命令为:
```sh
sudo insmod mydev.ko
```
卸载模块的命令为:
```sh
sudo rmmod mydev
```
加载模块后,在 `/dev` 目录下就会出现一个名为 `mydev` 的设备文件,可以使用 `open`、`close`、`read`、`write` 等系统调用访问这个设备文件。注意,为了测试设备的独占特性,需要在一个进程中打开设备文件并执行读写操作,然后在另一个进程中再次打开设备文件,此时应该会返回错误码 EBUSY。
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