Linuxデバイスドライバ開発 fops(2) の変更点

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#author("2019-12-26T09:23:12+09:00","default:honma","honma")
#author("2021-09-24T17:15:36+09:00","default:honma","honma")
* Linuxデバイスドライバ開発 fops(2) [#o86d9c35]

#seo(description,Linuxのデバイスドライバの書き方をメモ)
#seo(keywords,Linux, Device Driver)

** struct file [#yeaeb126]

前回の[[Linuxデバイスドライバ開発 デバイス]]からの続き。~
前回作成した空実装に、struct fileを利用してオープンデバイス毎にデータを管理する実装を追加する。

#highlight(c){{
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>			/* dev_t */
#include <linux/kdev_t.h>			/* MKDEV(), MAJOR() */
#include <linux/fs.h>				/* register_chrdev_region(), alloc_chrdev_region(), unregister_chrdev() */
#include <linux/device.h>			/* class_create(), class_unregister(), class_destroy() */
#include <linux/cdev.h>				/* cdev_init(), cdev_add(), cdev_del() */
#include <linux/slab.h>				/* kmalloc(), kfree() */
#include <linux/uaccess.h>			/* copy_to_user(), copy_from_user() */

MODULE_LICENSE("GPL v2");

int drv_major = 0;
int drv_minor = 0;
int drv_nr_devs = 1;
struct class *skel_drv_class = NULL;
struct device *skel_drv_device = NULL;
struct cdev skel_cdev;

#define STR_LENGTH 16

struct skel_drv_data {
	char str[STR_LENGTH];
};

#define SKEL_DRV_NAME "skel_drv"

static int skel_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	struct skel_drv_data *p = kmalloc(sizeof(struct skel_drv_data), GFP_KERNEL);

	pr_info("%s\n", __FUNCTION__);

	/* ファイル固有のデータを保存する領域の確保 */
	if (p == NULL) {
		pr_err("skel_drv: kmalloc\n");
		return -ENOMEM;
	}

	/* 初期値の設定 */
	memset(p->str, 0, STR_LENGTH);

	/* ファイルディスクリプタへの退避 */
	file->private_data = p;

	return 0;
}

static int skel_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
	pr_info("%s\n", __FUNCTION__);

	/* ファイル固有のデータ保存領域の開放 */
	if (file->private_data) {
		file->private_data = NULL;
		kfree(file->private_data);
	}

	return 0;
}

static ssize_t skel_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
	struct skel_drv_data *p = file->private_data;
	int len;

	pr_info("%s\n", __FUNCTION__);

	len = strlen(p->str);
	if (count > len) {
		count = len;
	}

	/* カーネルのデータ・ブロックをユーザー空間にコピーする */
	if (copy_to_user(buf, p->str, count) != 0) {
		return -EFAULT;
	}

	return count;
}

static ssize_t skel_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
	struct skel_drv_data *p = file->private_data;

	pr_info("%s\n", __FUNCTION__);

	if (count > STR_LENGTH) {
		return -EFAULT;
	}

	/* ユーザー空間のデータ・ブロックをカーネルにコピー*/
	if (copy_from_user(p->str, buf, count) != 0) {
		return -EFAULT;
	}

	return count;
}

static const struct file_operations fops = {
	.owner  = THIS_MODULE,
	.open   = skel_open,
	.release = skel_release,
	.read   = skel_read,
	.write  = skel_write,
};

　～途中省略～
}}

動作確認のサンプルコード

#highlight(c){{
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

int main(void)
{
	int fd0, fd1;
	char buf0[16] = {0};
	char buf1[16] = {0};

	if ((fd0 = open("/dev/skel_drv0", O_RDWR)) < 0) {
		perror("open");
	}

    if ((fd1 = open("/dev/skel_drv0", O_RDWR)) < 0) {
        perror("open");
    }

	if ((read(fd0, buf0, 16)) < 0) {
		perror("read");
	}
	printf("fd0 - %s\n", buf0);

    if ((read(fd1, buf1, 16)) < 0) {
        perror("read");
    }
    printf("fd1 - %s\n", buf1);

	if ((write(fd0, "TEST", 4)) < 0) {
		perror("write");
	}

    if ((write(fd1, "ABC", 3)) < 0) {
        perror("write");
    }

	if ((read(fd0, buf0, 16)) < 0) {
        perror("read");
    }
	printf("fd0 - %s\n", buf0);

    if ((read(fd1, buf1, 16)) < 0) {
        perror("read");
    }
    printf("fd1 - %s\n", buf1);

    if ((read(fd0, buf0, 16)) < 0) {
        perror("read");
    }
    printf("fd0 - %s\n", buf0);

	close(fd0);
	close(fd1);
}
}}
#highlight(end)

実行確認
 $ sudo insmod skel_drv.ko
 $ ls -l /dev | grep skel
 crw-rw-rw-  1 root root    246,   0  4月 15 10:04 skel_drv0
 $ ./test
 fd0 -
 fd1 -
 fd0 - TEST
 fd1 - ABC
 fd0 - TEST
 $ sudo rmmod skel_drv
 $ dmesg | tail -n15
 　：
 [840878.286390] skel_init
 [840878.286393] skel_drv: char driver major number is 246
 [840897.801551] skel_open
 [840897.801574] skel_open
 [840897.801622] skel_read
 [840897.801885] skel_read
 [840897.801901] skel_write
 [840897.801905] skel_write
 [840897.801909] skel_read
 [840897.801918] skel_read
 [840897.801926] skel_read
 [840897.801937] skel_release
 [840897.801946] skel_release
 [840907.857138] skel_exit

#ref(skel_drv_part8.tgz,,ソースコード ダウンロード)

#br
#include(Linuxデバイスドライバ開発,notitle)

#br
#htmlinsert(amazon_book.html);