Linux设备驱动入门----globalmem字符设备驱动

1、什么是globalmem虚拟设备

（1）、globalmem字符设备驱动中，分配一片内存大小为GLOBALMEM_SIZE(4K)的空间

（2）、提供对该片内存的读写、控制和定位函数

（3）、用户进程能够通过linux系统调用访问这篇内存

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  1. #include <linux/module.h>  
  2. #include <linux/init.h>  
  3. #include <linux/types.h>  
  4. #include <linux/fs.h>  
  5. #include <linux/errno.h>  
  6. #include <linux/mm.h>  
  7. #include <linux/sched.h>  
  8. #include <linux/cdev.h>  
  9. #include <asm/io.h>  
  10. #include <asm/system.h>  
  11. #include <asm/uaccess.h>  
  12.   
  13. #define GLOBALMEM_SIZE 0X1000 /*全局内存最大4KB*/  
  14. #define MEM_CLEAR 0x1 /*清零全局内存*/  
  15. #define GLOBALMEM_MAJOR 254  /* 预设的globalmem 的主设备号 */
  16.   
  17. static globalmem_major = GLOBALMEM_MAJOR;/*预设的globalmem的主设备号*/  
  18.   
  19. /*globalmem的设备结构体：包含了对应于globalmem字符设备的cdev 和 使用内存mem[GLOBALMEM_SIZE]*/  
  20. struct globalmem_dev  
  21. {  
  22.  struct cdev cdev;  //cdev结构体  
  23.  unsigned char mem[GLOBALMEM_SIZE);  //全局内存  
  24. };  
  25.   
  26. struct globalmem_dev *globalmem_devp;  //设备结构体指针  
  27.   
  28. /*文件打开函数*/  
  29. int globalmem_open(struct inode *inode,struct file *filp)  
  30. {  
  31.  filp->private_data = globalmem_devp; //将设备结构体指针赋值给文件私有数据指针  
  32.  return 0  
  33. }  
  34.   
  35. /*文件释放函数*/  
  36. int globalmem_release(struct inode *inode,struct file *filp)  
  37. {  
  38.  return 0;  
  39. }  
  40.   
  41. /*设备控制函数：ioctl()函数接受的MEM_CLEAR命令，这个命令将全局内存的有效数据长度清零，对于设备不支持的命令，ioctl()函数应该返回-EINVAL*/  
  42. static int globalmen_ioctl(struct inode *inodep,struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned long arg)  
  43. {  
  44.  struct globalmen_dev *dev = filp->private_data; //获得设备结构体指针  
  45.  switch(cmd)  
  46.  {  
  47.   case  MEE_CLEAR:  
  48.    memset(dev->mem,0,GLOBALMEM_SIZE);  
  49.    printk(KERN_INFO"globalmem is set to zero\n);  
  50.    break;  
  51.   default:  
  52.    return -EINVAL;  
  53.  }  
  54.  return 0;  
  55. }  
  56.   
  57. /*读函数：读写函数主要是让设备结构体的mem[]数组与用户空间交互数据，并随着访问字节数变更返回用户的文件读写偏移位置*/  
  58. static ssizez_t globalmem_read(struct file *filp,char __user *buf,size_t size,loff_t *opps)  
  59. {  
  60.  unsigned long p = *ppos;  
  61.  unsigned int count = size;  
  62.  int ret = 0;  
  63.  struct globalmem_dev *dev = filp->private_data; //获得设备结构体指针  
  64.    
  65.  if(p >= GLOBALMEM_SIZE)  //分析和获取有效的写长度  
  66.  {  
  67.   return count ? -ENXIO:0;  
  68.  }  
  69.  if(count > GLOBAL_SIZE - P)  
  70.  {  
  71.   count = GLOBALMEN_SIZE - P;  
  72.  }  
  73.    
  74.  if(copy_to_user(buf,(void *)(dev->mem+p),count))  //内核空间->用户空间  
  75.  {  
  76.   ret = -ENAU;T;  
  77.  }  
  78.  else  
  79.  {  
  80.   *oppos += count;  
  81.   ret = count;  
  82.   printk(KERN_INFO"read %d bytes(s) from %d\n",count,p);  
  83.  }  
  84.  return ret;  
  85. }  
  86.   
  87. /*写函数*/  
  88. static ssize_t globalmem_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t size,loff_t *ppos)  
  89. {  
  90.  unsigned long *p = *ppos;  
  91.  unsigned int count = size;  
  92.  int ret;  
  93.    
  94.  struct globalmem_dev *dev = filp->private_data;  
  95.    
  96.  if(p >= CLOBALMEM_SIZE)  //分析和获取有效的写长度  
  97.  {  
  98.   return count? -ENXIO:0;  
  99.  }  
  100.    
  101.  if(count > GLOBALMEN_SIZE - P)  // 要写的字节数太多 
  102.  {  
  103.   count = CLOBALMEN_SIZE - P;  
  104.  }  
  105.    
  106.  if(copy_from_user(dev->mem + p,buf,count)) // 用户空间->内核空间  
  107.  {  
  108.   ret = -ENAULT;  
  109.  }  
  110.  else  
  111.  {  
  112.   *ppos =+ count;  
  113.   ret = count;  
  114.   printk(KERN_INFO"written %d bytes(s) from %d\n",count,p);  
  115.  }  
  116.  return ret;  
  117. }  
  118.   
  119. /*seek文件定位函数：seek()函数对文件定位的起始地址可以是文件开头(SEEK_SET,0)、当前位置(SEEK_CUR,1)、文件尾(SEEK_END,2)*/  
  120. static loff_t globalmem_llseek(struct file *filp,loff_t offset,int orig)  
  121. {  
  122.  loff_t ret = 0;  
  123.  switch(orig)  
  124.  {  
  125.   case 0:   //相对文件开始位置偏移  
  126.    if(offset <0 )  
  127.    {  
  128.     ret = -EINVAL;  
  129.     break;  
  130.    }  
  131.      
  132.    if((unsigned int )offset > GLOBALMEM_SIZE)  
  133.    {  
  134.     ret = - EINVAL;  
  135.     break;  
  136.    }  
  137.    filp->f_ops = (unsigned int)offset;  
  138.    ret = filp->f_pos;  
  139.    break;  
  140.      
  141.   case 1:   //相对文件当前位置偏移  
  142.    if((filp->f_ops + offset) > GLOBALMEMSIZE)  
  143.    {  
  144.     ret = -EINVAL;  
  145.     break;  
  146.    }  
  147.    if((filp->f_ops + offset)<0)  
  148.    {  
  149.     ret = -ENVAL;  
  150.     break;  
  151.    }  
  152.    filp->f_ops +=offset;  
  153.    ret = filp->f_ops;  
  154.    break;  
  155.   default:  
  156.    ret = -EINVAL;  
  157.    break;   
  158.  }  
  159.  return ret;  
  160. }  
  161.   
  162. /*文件操作结构体*/  
  163. static const struct file_operations globalmem_fops=  
  164. {  
  165.  .owner = THIS_MODULE;  
  166.  .llseek = globalmem_llseek;  
  167.  .read = globalmem_read;  
  168.  .write = globalmem_write;  
  169.  .ioctl = globalmem_ioctl;  
  170.  .open = globalmem_open;  
  171.  .release = globalmem_release;  
  172. };  
  173.   
  174. /*初始化并注册cdev*/  
  175. static void globalmem_setup_cdev(struct globalmem_dev *dev,int index)  
  176. {  
  177.  int err,devno = MKDEV(globalmen_major,index);  
  178.  cdev_init(&dev->cdev,&globalmem_fops);  
  179.  dev->cdev.owner = THIS_MOUDEL;  
  180.  dev->cdev.ops = &golbalmem_fops;  
  181.  err = cdev_add(&dev->cdev,devno,1);  
  182.  if(err)  
  183.  {  
  184.   printk(KERN_NOTICE"Error %d adding LED%d",err,index);  
  185.  }  
  186.    
  187. }  
  188.   
  189. /*设备驱动模块加载函数*/  
  190. static int __init globalmem_init(void)  
  191. {  
  192.  int result;  
  193.  dev_t devno = MKDEV(globalmem_major,0);  
  194.    
  195.  if(globalmem_major) //申请设备号  
  196.  {  
  197.   result = register_chrdev-region(devno,1,"globalmem");  
  198.  }  
  199.  else  //动态申请设备号  
  200.  {  
  201.   result = alloc_chrdev_region(&devno,0,1,"globalmem");  
  202.   globalmem_major = MAJOR(devno);  
  203.  }  
  204.    
  205.  if(result < 0)  
  206.  {  
  207.   return result;  
  208.  }  
  209.    
  210.  globalmem_devp = kmalloc(sizeof(struct globalmem_dev),GFP_KERNEL); //申请设备结构体的内存  
  211.  if(!globalmem_devp)  
  212.  {  
  213.   result = -ENOMEM;  
  214.   goto fail_malloc;  
  215.  }  
  216.    
  217.  memset(globalmem_devp,0,sizeof(struct globalmem_dev));  
  218.  globalmem_setup_cdev(globalmem_devp,0);  
  219.  return 0;  
  220.    
  221.  fail_malloc:unregister_chrdev_region(devno,1);  
  222.  return result;  
  223. }  
  224.   
  225. /*模块卸载函数*/  
  226. void __eixt globalmem_exit(void)  
  227. {  
  228.  cdev_del(&globalmem_devp->cdev); //注销cdev  
  229.  kfree(globalmem_devp);          //释放设备结构体内存  
  230.  unregister_chrdev_region(MKDEV(globalmem_major,0),1); //释放设备号  
  231. }  
  232.   
  233. MODULE_AUTHOR("NOODLE");  
  234. MODULE_LICENSE("GPL");  
  235.   
  236. mdule_param(globalmem_major,int,S_IRUGO);  
  237.   
  238. module_init(globalmem_init);  
  239. module_exit(globalmem_exit);   

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