驅動程序如何實現(xiàn)設備函數(shù)對外圍設備操作及控制解析方案

其中NULL的項目就是不定義這個功能?？梢钥闯鰏hort_ch設備只提供了read, write, open, release功能。其中write 功能在下面(3)中實現(xiàn)了，具體的實現(xiàn)函數(shù)起名為short_write。這些函數(shù)就是真正對設備進行操作的函數(shù)，不管實現(xiàn)的時候是多么的復雜，但對用戶來看，就是這些常用的文件操作函數(shù)。

2.2.3文件操作函數(shù)的實現(xiàn)

為了便于闡述和分析,把核心空間中的一個長度為20的數(shù)組 tbuf[20]做為一個設備。通過用戶程序對它實現(xiàn)open，read，write，close操作。這個設備的名字我稱為short_ch。我們編寫如下的函數(shù),這個write函數(shù)可以向核心內(nèi)存的一個數(shù)組里輸入一個字符串。

int short_write (struct inode *inode, struct file *filp, const char *buf,

int count){

int retval = count;

extern unsigned char kbuf[20];

if(count>20)

count=20;

copy_from_user(kbuf, buf, count);

return retval;

}

3設備函數(shù)的實現(xiàn)過程分析

在嵌入式Linux下對設備操作的時候，一般都會用到read、 write、llseek和ioctl 等函數(shù)，通過這些函數(shù)可以像使用文件那樣使用外部設備。這些函數(shù)的實現(xiàn)過程基本上是類似的，下面以write函數(shù)為例來分析用戶使用write函數(shù)怎么把數(shù)據(jù)寫到設備里面去。

3.1應用程序中函數(shù)的格式

用戶程序中的write函數(shù)有三個參數(shù)，函數(shù)格式如下：

write(int fd, char *buf, int count)

其中參數(shù)fd表示將對之進行寫操作的設備文件打開時返回的文件描述符.參數(shù)buf是一個指向緩沖區(qū)的指針,該指針指向存放將寫入文件的數(shù)據(jù)的緩沖區(qū).參數(shù)count表示本次操作所要寫入文件的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù).fd一般大于3,0-2被系統(tǒng)分配給了默認的終端設備.

3.2驅動程序中函數(shù)的格式

上面驅動程序函數(shù)定義中我們看到驅動程序里的write函數(shù)有四個參數(shù)，函數(shù)格式如下：

short_write (struct inode *inode, struct file *filp, const char *buf, int count) inode 是設備節(jié)點指針,其中有設備號等信息，它能夠告訴操作系統(tǒng)應該使用哪一個設備驅動程序，filp指針中有fops信息，可以告訴操作系統(tǒng)相應的fops方法函數(shù)在那里可以找到,后兩項參數(shù)和應用程序中的含義相同。

3.3應用程序中函數(shù)和驅動程序中函數(shù)的參數(shù)傳遞

從上面可以知道兩個函數(shù)參數(shù)個數(shù)不同,當應用程序的write函數(shù)執(zhí)行時,是怎么調(diào)用驅動程序中相應的write函數(shù)的呢?其實關鍵是Linux系統(tǒng)內(nèi)核中的相應函數(shù) sys_write,這也是最不透明最不容易理解的地方. Linux 內(nèi)核中sys_write的源代碼：

asmlinkage ssize_t sys_write(unsigned int fd, const char * buf, size_t count)

{ ssize_t ret;

struct file * file;

struct inode * inode;

ssize_t (*write)(struct file *, const char *, size_t, loff_t *); // 指向驅動程序中的wirte函數(shù)的指針

lock_kernel();

ret = -EBADF;

file = fget(fd); // 通過文件描述符得到文件指針

if (!file)

goto bad_file;

if (!(file->f_mode FMODE_WRITE))

goto out;

inode = file->f_dentry->d_inode; // 得到inode信息

ret = locks_verify_area(FLOCK_VERIFY_WRITE, inode, file, file->f_pos,count);

if (ret)

goto out;

ret = -EINVAL;

if (!file->f_op || !(write = file->f_op->write)) // 將函數(shù)開始時聲明的write函數(shù)指針指向fops方法中對應的write函數(shù)

goto out;

down(inode->i_sem);

ret = write(file, buf, count, file->f_pos); // 使用驅動程序中的write函數(shù)將數(shù)據(jù)輸入設備，注意看，這里就是四個參數(shù)了

up(inode->i_sem);

out:

fput(file);

bad_file:

unlock_kernel();

return ret; }

從上面的函數(shù)功能可以看出, sys_write函數(shù)實現(xiàn)了應用程序中write向驅動程序中的short_write的參數(shù)傳遞過程，其中上述注釋語句詳細地闡述了參數(shù)由三個到四個的變化過程。