Linux驱动编程字符驱动设备编写流程0x01

struct file_operations {struct module *owner;loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *);int (*iterate_shared) (struct file *, struct dir_context *);unsignedint(*poll)(struct file *, struct poll_table_struct *);long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*release) (struct inode *, struct file *);int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);        ...}		

struct my_dev {    dev_t devno;               // 设备号    struct cdev cdev;          // 字符设备主体    struct class *class;       // 自动创建设备节点用    struct device *device;    void __iomem *reg_base;    // 硬件寄存器映射地址    int irq;                   // 中断号    char buf[1024];            // 数据缓冲区    loff_t pos;                // 当前读写偏移    struct mutex lock;         // 互斥锁(并发必加)，多个进程同时open/read/write会乱};

staticintmy_open(struct inode *inode, structfile *file){//通过成员找整个结构体    struct my_dev *dev = container_of(inode->i_cdev, struct my_dev, cdev);    file->private_data = dev;  // 存起来，read/write 直接用    return 0;}

#define DEV_CNT 2static struct my_dev my_devices[DEV_CNT];

#include<linux/module.h>#include<linux/fs.h>#include<linux/cdev.h>#include<linux/uaccess.h>#include<linux/device.h>#include<linux/mutex.h>#define DEMO_BUF_SIZE      1024/* 设备结构体：封装一个设备的所有资源 */struct demo_dev {    dev_t devno;    struct cdev cdev;    struct class *class;    struct device *device;    char buf[DEMO_BUF_SIZE];   // 数据缓冲区    loff_t pos;       // 读写偏移    struct mutex lock;// 互斥锁，保证并发安全};/*目前支持1个设备（想多设备改成 2、3...）*/#define DEVICE_COUNT 1static struct demo_dev demo_devices[DEVICE_COUNT];//实现open函数staticintdemo_open(struct inode *inode, struct file *filp){    // 从cdev找回自己的 demo_dev 结构体    struct demo_dev *dev = container_of(inode->i_cdev, struct demo_dev, cdev);    // 保存起来，read/write/release 直接用    filp->private_data = dev;    dev->pos = 0; // 每次打开，偏移归 0    return 0;}//实现 release(close)staticintdemo_release(struct inode *inode, struct file *filp){    // 一般做清理、关闭硬件    return 0;}//实现 read(内核 → 用户)staticssize_tdemo_read(struct file *filp, char __user *buf,                         size_t count, loff_t *ppos){    struct demo_dev *dev = filp->private_data;    ssize_t ret;    int remaining;    mutex_lock(&dev->lock);    // ====================== 关键修复 ======================    // 已经读到末尾了 → 返回 0，告诉 cat 结束    if (*ppos >= DEMO_BUF_SIZE) {        mutex_unlock(&dev->lock);        return 0;    }    // 计算还剩多少数据可以读    remaining = DEMO_BUF_SIZE - *ppos;    if (count > remaining)        count = remaining;    // 拷贝数据到用户空间    if (copy_to_user(buf, dev->buf + *ppos, count)) {        ret = -EFAULT;        goto out;    }    // 更新偏移量！！！（必须加）    *ppos += count;    ret = count;out:    mutex_unlock(&dev->lock);    return ret;}//实现 write(用户 → 内核)staticssize_tdemo_write(struct file *filp, constchar __user *buf,                          size_t count, loff_t *ppos){    struct demo_dev *dev = filp->private_data;    ssize_t ret;    int remaining;    mutex_lock(&dev->lock);    if (*ppos >= DEMO_BUF_SIZE) {        mutex_unlock(&dev->lock);        return 0;    }    remaining = DEMO_BUF_SIZE - *ppos;    if (count > remaining)        count = remaining;    if (copy_from_user(dev->buf + *ppos, buf, count)) {        ret = -EFAULT;        goto out;    }    *ppos += count;    ret = count;out:    mutex_unlock(&dev->lock);    return ret;}//绑定 file_operationsstatic const struct file_operations demo_fops = {    .owner = THIS_MODULE,    .open    = demo_open,    .release = demo_release,    .read    = demo_read,    .write   = demo_write,};//init 函数staticint __init demo_init(void){    int i;    int ret;dev_t dev_num;       // 先定义临时设备号    struct demo_dev *dev;    // 1. 申请设备号    ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, DEVICE_COUNT, "demo_driver");    if (ret < 0)        return ret;    // 2. 遍历初始化所有设备（这里是 1 个）    for (i = 0; i < DEVICE_COUNT; i++) {        dev = &demo_devices[i]; //现在dev才有效        dev->devno = MKDEV(MAJOR(dev_num), i); //次设备号 i        //初始化锁        mutex_init(&dev->lock);        //3.初始化 cdev        cdev_init(&dev->cdev, &demo_fops);        dev->cdev.owner = THIS_MODULE;        //4.添加 cdev 到内核        cdev_add(&dev->cdev, dev->devno, 1);        //5.创建 class & device，自动生成 /dev/demo_devX        dev->class = class_create("demo_class");        dev->device = device_create(dev->class, NULL, dev->devno, NULL, "demo_dev%d", i);    }    printk("demo driver init success\n");    return 0;}//exit 函数staticvoid __exit demo_exit(void){    int i;    struct demo_dev *dev;    for (i = 0; i < DEVICE_COUNT; i++) {        dev = &demo_devices[i];        // 销毁设备、类        device_destroy(dev->class, dev->devno);        class_destroy(dev->class);        // 删除 cdev        cdev_del(&dev->cdev);    }    // 释放设备号    unregister_chrdev_region(demo_devices[0].devno, DEVICE_COUNT);    printk("demo driver exit\n");}module_init(demo_init);module_exit(demo_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_DESCRIPTION("Standard Linux char driver demo");MODULE_AUTHOR("AXUN");

CC = gcc-12  #指定编译器为gcc-12obj-m += demo_drv.o  # 要编译的模块名(对应demo_drv.c)KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build  #内核源码路径PWD := $(shell pwd)  #当前目录all:  $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules  #编译模块clean:  $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean  #清理编译产物