Linux驱动：用户空间，内核空间内存交互测试

Linux驱动：用户空间，内核空间内存交互测试

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环境：

主机:Fedora12

目标板：MINI6410

目标板LINUX内核版本：2.6.38

实现功能：

使用read函数读取内核空间开辟的数组，使用write函数从用户空间写入数据到内核空间开辟的数组

说明:

Linux中内核空间和用户空间有不同的内存定义,只能通过交互函数来互相访问.

//检测用户空间地址是否合法,type选项:VERIFY_READ,VERIFY_WRITE

int access_ok(int type,const void *addr,unsigned long size);

//从用户空间读取内存

unsigned long copy_from_user(void *to,const void *from,unsigned long n);

//向用户空间内存写入

unsigned long copy_to_user(void *to,void *from,unsigned long len);

//写入单值

int put_user(数据,ptr);

//读取单值

int get_user(数据,ptr);

驱动源代码：

test_driver.c:

#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
//#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/pci.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/unistd.h>
#include <linux/major.h>

#include <mach/map.h>
#include <mach/regs-clock.h>
#include <mach/regs-gpio.h>

#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <mach/gpio-bank-e.h>
#include <mach/gpio-bank-k.h>
#include <mach/gpio-bank-h.h>
#include <mach/gpio-bank-n.h>
#include <mach/gpio-bank-l.h>
#include <mach/gpio-bank-p.h>

#include <linux/device.h>

#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/string.h>

#define DEVICE_NAME "test_driver"
#define T_MAJORS	800

//设备结构
static struct _Test_Driver_Device
{
	struct cdev fun_cdev;
};
struct _Test_Driver_Device *Test_Driver_Device;

static dev_t dev;
static struct class    *test_class;

//开辟缓存，用来读写
#define LEN_BUF	256
static unsigned char Buffer[LEN_BUF];

//初始化互斥锁
static DEFINE_MUTEX(sem);

//功能：初始化缓存
static void init_buf(void)
{
	memset(Buffer,0,LEN_BUF);
}

//功能：读取缓存
//返回：读取的字节数
ssize_t test_driver_read(struct file *filp,char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos)
{
	//判断文件当前位置是否越界
	if (*f_pos >= LEN_BUF)
	{
		return 0;
	}
	//判断读取的字节总数是否越界
	if (count > (LEN_BUF - *f_pos))
	{
		count = 256 - *f_pos;
	}
	//拷贝数据到用户空间
	if (copy_to_user(buf,Buffer + *f_pos,count))
	{
		return -EFAULT;
	}
	//改变文件的当前位置
	*f_pos += count;

	return count;
}

//功能：写入缓存
//返回：写入的字节数
ssize_t test_driver_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos)
{
	ssize_t err = -ENOMEM;

	//判断文件当前位置是否越界
	if (*f_pos >= LEN_BUF)
	{
		goto ERR;
	}
	//判断写入的字节总数是否越界
	if (count > (LEN_BUF - *f_pos))
	{
		count = 256 - *f_pos;
	}
	//从用户空间拷贝数据
	if (copy_from_user(Buffer + *f_pos,buf,count))
	{
		err = -EFAULT;
		goto ERR;
	}
	//改变文件的当前位置
	*f_pos += count;

	return count;

ERR:
	return err;
}

//功能：偏移指针
//返回：当前指针
//off是偏移量，whence是偏移开始处
ssize_t test_driver_llseek(struct file *filp,size_t count,loff_t off,int whence)
{
	loff_t pos;
	//获取当前指针
	pos = filp->f_pos;
	switch (whence)
	{
	//从0开始
	case 0:
		{
			pos = off;
			break;
		}
	//从当前位置开始
	case 1:
		{
			pos += off;
			break;
		}	
	case 2:
	default:
		{
			return -EINVAL;
		}
	}
	//判断是否超出范围
	if (pos > LEN_BUF || pos < 0)
	{
		return -EINVAL;
	}
	
	//更改当前偏移量
	filp->f_pos = pos;
	return filp->f_pos;
}

static struct file_operations io_dev_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.llseek = test_driver_llseek,
	.write = test_driver_write,
	.read = test_driver_read,
};

static int __init dev_init(void)
{
	int ret;
	unsigned temp;

	init_buf();

	//分配结构体
	Test_Driver_Device = kmalloc(sizeof(struct _Test_Driver_Device),GFP_KERNEL);
	if (!Test_Driver_Device)
	{
		unregister_chrdev_region(dev,1);
    		device_destroy(test_class, dev); 
    		class_destroy(test_class);

		return -ENOMEM;
	}

	dev = MKDEV(T_MAJORS,0);
	cdev_init(&Test_Driver_Device->fun_cdev,&io_dev_fops);
	ret = register_chrdev_region(dev,1,DEVICE_NAME);
	if (ret < 0) return 0;
	ret = cdev_add(&Test_Driver_Device->fun_cdev,dev,1);
	if (ret < 0) return 0;

	printk (DEVICE_NAME"\tjdh:test_driver initialized!!\n");

	test_class = class_create(THIS_MODULE, "test_class1"); 
	if (IS_ERR(test_class)) 
	{ 
		printk(KERN_INFO "create class error\n"); 
		return -1; 
	} 
	device_create(test_class, NULL, dev, NULL, "test_driver"); 

	return ret;
}

static void __exit dev_exit(void)
{
	unregister_chrdev_region(dev,1);

    	device_destroy(test_class, dev); 
    	class_destroy(test_class);
}

module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("JDH");

用户程序：

test_driver.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "stdio.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/ioctl.h"
#include "stdlib.h"
#include "termios.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "sys/time.h"

#include <string.h>  
#include <stdlib.h> 

int main(int argc, char** argv)
{
	int fd;
	unsigned char buf[256];
	unsigned char temp[256];
	int i = 0;

	fd = open("/dev/test_driver",O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		perror("open test_driver error");
		exit(1);
	}
	
	//写入数据
	for (i = 0;i < 256;i++)
	{
		buf[i] = i;
	}
	write(fd,buf,256);

	//偏移到第10位
	lseek(fd,10,0);
	//读取数据
	read(fd,temp,100);

	//输出
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		printf("%d\t",(int)temp[i]);
	}

	close(fd);
	
	return 0;
}

测试说明：

将编译所得的可执行文件test_driver上传到开发板

运行：

./test_driver

输出:

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19