Linux核心数据结构--device_struct

本文介绍了一种结构,用于块设备和字符设备向核心进行注册的过程。该结构中包括了设备名称及支持的文件操作等内容。

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此结构被块设备和字符设备用来向核心登记(包含设备名称以及可对此设备进行的文件操作)。chrdevs和blkdevs 中的每个有效分别表示一个字符设备和块设备。

[b]struct device_struct {

const char * name;

struct file_operations * fops;

};[/b]
/* * 安装模块(带参数) * sudo insmod char_dev.ko cap=1 * * 查看设备节点 * ls -l /dev/my_char_dev * * 测试写入设备 * echo "Hello Kernel World" | sudo tee /dev/my_char_dev * * 查看内核日志(需要root权限) * sudo dmesg | grep my_char_dev * * 卸载模块 * sudo rmmod char_dev */ #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/device.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/ctype.h> #include <linux/mutex.h> #define DEVICE_NAME "my_char_dev" #define MAX_BUF_LEN 1024 /* 模块参数 */ static int cap = 0; module_param(cap, int, S_IRUGO | S_IWUSR); MODULE_PARM_DESC(cap, "Convert to uppercase if set to 1 (default=0)"); /* 共享数据结构 */ static struct { char buffer[MAX_BUF_LEN]; // 数据缓冲区 size_t data_len; // 有效数据长度 struct mutex lock; // 互斥锁 } dev_data; static dev_t dev_num; static struct cdev my_cdev; static struct class *my_class; static struct device *my_device; /* 设备打开函数 */ static int device_open(struct inode *inode, struct file *file) { return 0; } /* 设备释放函数 */ static int device_release(struct inode *inode, struct file *file) { return 0; } /* 设备写入函数 */ static ssize_t device_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { size_t len = (count > MAX_BUF_LEN - 1) ? MAX_BUF_LEN - 1 : count; int i = 0; // 加锁保护共享数据 mutex_lock(&dev_data.lock); /* 从用户空间复制数据 */ if (copy_from_user(dev_data.buffer, buf, len)) { mutex_unlock(&dev_data.lock); return -EFAULT; } dev_data.buffer[len] = '\0'; // 确保字符串终止 dev_data.data_len = len; // 记录有效长度 /* 根据cap参数进行大小写转换 */ if (cap) { for (i = 0; dev_data.buffer[i]; i++) { dev_data.buffer[i] = toupper(dev_data.buffer[i]); } } printk(KERN_INFO "my_char_dev: Received: %s\n", dev_data.buffer); mutex_unlock(&dev_data.lock); // 解锁 return len; } /* 设备读取函数 */ static ssize_t device_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { ssize_t retval = 0; // 加锁保护共享数据 mutex_lock(&dev_data.lock); if (*f_pos >= dev_data.data_len) { mutex_unlock(&dev_data.lock); return 0; // 文件结尾 } // 计算剩余可读数据量 size_t remaining = dev_data.data_len - *f_pos; size_t to_copy = (count < remaining) ? count : remaining; // 复制数据到用户空间 if (copy_to_user(buf, dev_data.buffer + *f_pos, to_copy)) { mutex_unlock(&dev_data.lock); return -EFAULT; } *f_pos += to_copy; // 更新文件位置 retval = to_copy; mutex_unlock(&dev_data.lock); // 解锁 return retval; } /* 定义设备支持的操作 */ static const struct file_operations fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = device_open, .release = device_release, .write = device_write, .read = device_read, // 添加read支持 }; /* 模块初始化函数 */ static int __init char_dev_init(void) { /* 初始化共享数据 */ mutex_init(&dev_data.lock); // 初始化互斥锁 dev_data.data_len = 0; dev_data.buffer[0] = '\0'; /* 动态分配设备号 */ if (alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, DEVICE_NAME) < 0) return -1; /* 初始化字符设备 */ cdev_init(&my_cdev, &fops); if (cdev_add(&my_cdev, dev_num, 1) < 0) goto err_cdev; /* 创建设备类 */ my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_char_class"); if (IS_ERR(my_class)) goto err_class; /* 创建设备节点 */ my_device = device_create(my_class, NULL, dev_num, NULL, DEVICE_NAME); if (IS_ERR(my_device)) goto err_device; /* 设置设备权限(所有用户可读写) */ device_create_file(my_device, &dev_attr_cap); // 可选:添加cap属性文件 printk(KERN_INFO "my_char_dev: Module loaded, cap=%d\n", cap); return 0; /* 错误处理 */ err_device: class_destroy(my_class); err_class: cdev_del(&my_cdev); err_cdev: unregister_chrdev_region(dev_num, 1); return -1; } /* 模块退出函数 */ static void __exit char_dev_exit(void) { device_destroy(my_class, dev_num); class_destroy(my_class); cdev_del(&my_cdev); unregister_chrdev_region(dev_num, 1); mutex_destroy(&dev_data.lock); // 销毁互斥锁 printk(KERN_INFO "my_char_dev: Module unloaded\n"); } module_init(char_dev_init); module_exit(char_dev_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("Advanced char device driver with case conversion"); 这段代码make以后发生以下错误: xyc@xyc-virtual-machine:~/VSCode/embedded-linux/char_device$ make make -C /lib/modules/4.15.0-213-generic/build M=/home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device modules make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-4.15.0-213-generic' CC [M] /home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.o /home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.c: In function ‘device_read’: /home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.c:103:5: warning: ISO C90 forbids mixed declarations and code [-Wdeclaration-after-statement] size_t remaining = dev_data.data_len - *f_pos; ^~~~~~ /home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.c: In function ‘char_dev_init’: /home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.c:156:36: error: ‘dev_attr_cap’ undeclared (first use in this function); did you mean ‘setattr_copy’? device_create_file(my_device, &dev_attr_cap); // 可选:添加cap属性文件 ^~~~~~~~~~~~ setattr_copy /home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.c:156:36: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in scripts/Makefile.build:340: recipe for target '/home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.o' failed make[2]: *** [/home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device/char_dev.o] Error 1 Makefile:1596: recipe for target '_module_/home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device' failed make[1]: *** [_module_/home/xyc/VSCode/embedded-linux/char_device] Error 2 make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-4.15.0-213-generic' Makefile:5: recipe for target 'all' failed make: *** [all] Error 2 这是什么问题
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08-08
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