1、简介
在内核中使用printk可以讲调试信息保存在log_buf缓冲区中，可以使用命令 #cat /proc/kmsg 将缓冲区的数区的数数据打印出来,今天我们就来研究一下，自己写kmsg这个文件，我们取名叫做 mymsg。
2、查看内核中 /proc/kmsg怎么写的!
在Proc_misc.c (fs\proc) 文件中：
- void __init proc_misc_init(void){
- .........................
- struct proc_dir_entry *entry;
- //这里创建了一个proc入口kmsg
- entry = create_proc_entry("kmsg", S_IRUSR, &proc_root);
- if (entry) /*构造一个proc_fops结构*/
- entry->proc_fops = &proc_kmsg_operations;......................... }
在Kmsg.c (fs\proc) 文件中：
- const struct file_operations proc_kmsg_operations = {
- .read = kmsg_read,
- .poll = kmsg_poll,
- .open = kmsg_open,
- .release = kmsg_release,};
在用户空间中使用 cat /proc/kmsg的时候，会调用kmsg_open，在调用kmsg_read函数，读取log_buf中的数据，拷贝到用户空间显示。
3、在写之前，我们需要来学习一下循环队列
环形队列是在实际编程极为有用的数据结构，它有如下特点：
- 它是一个首尾相连的FIFO的数据结构，采用数组的线性空间，数据组织简单，能很快知道队列是否满为空。能以很快速度的来存取数据。
- 因为有简单高效的原因，甚至在硬件都实现了环形队列。
- 环形队列广泛用于网络数据收发，和不同程序间数据交换(比如内核与应用程序大量交换数据，从硬件接收大量数据)均使用了环形队列。
3.1.环形队列实现原理
内存上没有环形的结构，因此环形队列实上是数组的线性空间来实现。那当数据到了尾部如何处理呢?它将转回到0位置来处理。这个的转回是通过取模操作来执行的。
因此环列队列的是逻辑上将数组元素q[0]与q[MAXN-1]连接，形成一个存放队列的环形空间。
为了方便读写，还要用数组下标来指明队列的读写位置。head/tail.其中head指向可以读的位置，tail指向可以写的位置。
环形队列的关键是判断队列为空，还是为满。当tail追上head时，队列为满时，当head追上tail时，队列为空。但如何知道谁追上谁。还需要一些辅助的手段来判断.
如何判断环形队列为空，为满有两种判断方法。
(1)是附加一个标志位tag
当head赶上tail，队列空，则令tag=0,
当tail赶上head，队列满，则令tag=1,
(2)限制tail赶上head，即队尾结点与队首结点之间至少留有一个元素的空间。
队列空： head==tail
队列满： (tail+1)% MAXN ==head
4、程序编写
- #include <linux/module.h>
- #include<linux/kernel.h>
- #include<linux/fs.h>
- #include<linux/init.h>
- #include<linux/delay.h>
- #include<asm/uaccess.h>
- #include<asm/irq.h>
- #include<asm/io.h>
- #include<asm/arch/regs-gpio.h>
- #include<asm/hardware.h>
- #include<linux/proc_fs.h>
- #define MYLOG_BUF_LEN 1024
- static char mylog_buf[MYLOG_BUF_LEN];
- static char tmp_buf[MYLOG_BUF_LEN];
- static int mylog_r = 0;
- static int mylog_w = 0;
- static int mylog_r_tmp = 0;
- /*休眠队列初始化*/
- static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(mymsg_waitq);
- /*
- *判断环形队列是否为空
- *返回0:表示不空 返回1:表示空
- */
- static int is_mylog_empty(void)
- {
- return (mylog_r == mylog_w);
- }
- /*
- *判断环形队列是否满
- *返回0:表示不满 返回1:表示满
- */
- static int is_mylog_full(void)
- {
- return((mylog_w + 1)% MYLOG_BUF_LEN == mylog_r);
- }
- /*
- *在读取的时候，判断环形队列中数据是否为空
- *返回0:表示不空 返回1:表示空
- */
- static int is_mylog_empty_for_read(void)
- {
- return (mylog_r_tmp == mylog_w);
- }
- /*
- *往循环队列中存字符
- *输入:c字符 单位:1byte
- *输出:无
- */
- static void mylog_putc(char c)
- {
- if(is_mylog_full())
- {
- /*如果检测到队列已经满了，则丢弃该数据*/
- mylog_r= (mylog_r + 1) % MYLOG_BUF_LEN;
- /*mylog_r_tmp不能大于mylog_r*/
- if((mylog_r_tmp + 1)% MYLOG_BUF_LEN == mylog_r)
- mylog_r_tmp= mylog_r;
- }
- mylog_buf[mylog_w]= c;
- /*当mylog_w=1023的时候 (mylog_w+1) % MYLOG_BUF_LEN =0,回到队列头，实现循环*/
- mylog_w= (mylog_w + 1) % MYLOG_BUF_LEN;
- /* 唤醒等待数据的进程*/
- wake_up_interruptible(&mymsg_waitq);
- }
- /*
- *从循环队列中读字符
- *输入:*p 单位:1byte
- *输出:1表示成功
- */
- static int mylog_getc(char *p)
- {
- /*判断数据是否为空*/
- if (is_mylog_empty_for_read())
- {
- return 0;
- }
- *p = mylog_buf[mylog_r_tmp ];
- mylog_r_tmp = (mylog_r_tmp + 1) % MYLOG_BUF_LEN;
- return 1;
- }
- /*
- *调用myprintk，和printf用法相同
- */
- int myprintk(const char *fmt, ...)
- {
- va_list args;
- int i;
- int j;
- va_start(args, fmt);
- i= vsnprintf(tmp_buf, INT_MAX, fmt, args);
- va_end(args);
- for (j = 0; j < i; j++)
- mylog_putc(tmp_buf[j]);
- return i;
- }
- static ssize_t mymsg_read(struct file *file, char __user *buf,
- size_t count, loff_t*ppos)
- {
- int error=0;
- size_t i=0;
- char c;
- /* 把mylog_buf的数据copy_to_user, return*/
- /*非阻塞 和 缓冲区为空的时候返回*/
- if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) && is_mylog_empty())
- return -EAGAIN;
- /*休眠队列wait_event_interruptible(xxx,0)-->休眠*/
- error= wait_event_interruptible(mymsg_waitq, !is_mylog_empty_for_read());
- /* copy_to_user*/
- while (!error && (mylog_getc(&c)) && i < count) {
- error= __put_user(c, buf);
- buf++;
- i++;
- }
- if (!error)
- error= i;
- /*返回实际读到的个数*/
- return error;
- }
- static int mymsg_open(struct inode * inode, struct file * file)
- {
- mylog_r_tmp= mylog_r;
- return 0;
- }
- const struct file_operations proc_mymsg_operations = {
- .read= mymsg_read,
- .open= mymsg_open,
- };
- static int mymsg_init(void)
- {
- struct proc_dir_entry *myentry; kmsg
- myentry= create_proc_entry("mymsg", S_IRUSR, &proc_root);
- if (myentry)
- myentry->proc_fops = &proc_mymsg_operations;
- return 0;
- }
- static void mymsg_exit(void)
- {
- remove_proc_entry("mymsg", &proc_root);
- }
- module_init(mymsg_init);
- module_exit(mymsg_exit);
- /*声名到内核空间*/
- EXPORT_SYMBOL(myprintk);
- MODULE_LICENSE("GPL");
5、测试程序
注意:在上面程序中 使用了 EXPORT_SYMBOL(myprintk);意思是把myprintk可以在整个内核空间使用。
使用方法：
①extern int myprintk(const char *fmt, ...);声明
② myprintk("first_drv_open : %d\n", ++cnt);使用
- #include <linux/module.h>
- #include<linux/kernel.h>
- #include<linux/fs.h>
- #include<linux/init.h>
- #include<linux/delay.h>
- #include<asm/uaccess.h>
- #include<asm/irq.h>
- #include<asm/io.h>
- #include<asm/arch/regs-gpio.h>
- #include<asm/hardware.h>
- static struct class *firstdrv_class;
- static struct class_device *firstdrv_class_dev;
- volatile unsigned long *gpfcon = NULL;
- volatile unsigned long *gpfdat = NULL;
- extern int myprintk(const char *fmt, ...);
- static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
- {
- static int cnt = 0;
- myprintk("first_drv_open : %d\n", ++cnt);
- /* 配置GPF4,5,6为输出*/
- *gpfcon &= ~((0x3<<(4*2)) | (0x3<<(5*2)) | (0x3<<(6*2)));
- *gpfcon |= ((0x1<<(4*2)) | (0x1<<(5*2)) | (0x1<<(6*2)));
- return 0;
- }
- static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
- {
- int val;
- static int cnt = 0;
- myprintk("first_drv_write : %d\n", ++cnt);
- copy_from_user(&val, buf, count); // copy_to_user();
- if (val == 1)
- {
- // 点灯
- *gpfdat &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
- }
- else
- {
- // 灭灯
- *gpfdat |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6);
- }
- return 0;
- }
- static struct file_operations first_drv_fops = {
- .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量*/
- .open = first_drv_open,
- .write = first_drv_write,
- };
- int major;
- static int first_drv_init(void)
- {
- myprintk("first_drv_init\n");
- major= register_chrdev(0, "first_drv", &first_drv_fops); // 注册, 告诉内核
- firstdrv_class= class_create(THIS_MODULE, "firstdrv");
- firstdrv_class_dev= class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz"); /* /dev/xyz*/
- gpfcon= (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
- gpfdat= gpfcon + 1;
- return 0;
- }
- static void first_drv_exit(void)
- {
- unregister_chrdev(major,"first_drv"); // 卸载
- class_device_unregister(firstdrv_class_dev);
- class_destroy(firstdrv_class);
- iounmap(gpfcon);
- }
- module_init(first_drv_init);
- module_exit(first_drv_exit);
- MODULE_LICENSE("GPL");
6、在tty中测试效果
- # insmod my_msg.ko
- # insmod first_drv.ko
- # cat /proc/mymsg
- mymsg_open mylog_r_tmp=0
- first_drv_init
本文作者：佚名
来源：51CTO
