linux驱动开发--字符设备：添加文件指针偏移的功能

设备移位操作llseek
对应lseek系统调用的设备移位操作为llseek
默认情况为允许设备移位操作
大部分字符设备提供的都是数据流而不是一个数据区，比如串口，对于这些设备而言移位操作毫无意义
设备可选择是否支持移位操作

支持设备移位操作
loff_t (*llseek)(struct file *filp, loff_t off, int whence);
filp:待操作的设备文件file结构体指针
off:待操作的定位偏移值(可正可负)
whence:待操作的定位起始位置
返回：返回移位后的新文件读、写位置，并且新位置总为正值
定位起始位置
  SEEK_SET:0，表示文件开头
  SEEK_CUR:1，表示当前位置

  SEEK_END:2，表示文件尾

支持设备移位操作函数
  完成设备移位操作函数
  应该检查用户请求的定位操作合法性，若不合法，应该返回-EINVAL
  在读、写操作中完成读、写更新文件位置

  应该根据当前文件位置检查当前读、写操作合法性

设备移位操作函数
  定义新位置变量
  switch(whence)重新计算新位置
  判断如果新位置为负或超过缓冲区最大值返回-EINVAL
  用新位置更新filp中的f_pos

  返回新位置

在读、写操作中完成读、写后更新文件位置
  定义实际可读、写字节数变量
  根据当前文件位置和缓冲区最大值判断新的实际可读、写字节数变量值
  根据实际可读、写字节数变量读、写数据
  根据实际可读、写字节数变量更新文件位置

  返回实际可读、写字节数变量值

/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名称: char_device_driver09.c
*文件标识: copy_to_user 、copy_from_user函数的使用。添加偏移的功能
*
*当前版本：1.0
*作者：wuyq 
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-29
*/
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/slab.h>
#include <asm/uaccess.h>


MODULE_LICENSE("GPL");
#define CDD_MAJOR	200//cat /proc/devices找一个尚未使用的
#define CDD_MINOR	0
#define CDD_COUNT	10
dev_t dev = 0;
u32 cdd_major = 0;
u32 cdd_minor = 0;

struct class *dev_class = NULL;
#define BUF_SIZE	100
struct cdd_cdev{
	struct cdev cdev;
	struct device *dev_device;
	u8 led;
	
	char kbuf[BUF_SIZE];
	
	u32 data_len;//记录缓冲区中已经写入数据的长度
};

struct cdd_cdev *cdd_cdevp = NULL;

int cdd_open(struct inode* inode, struct file *filp)
{
	struct cdd_cdev *pcdevp = NULL;
	printk("enter cdd_open!\n");
	
	pcdevp = container_of(inode->i_cdev, struct cdd_cdev, cdev);
	printk("led = %d\n", pcdevp->led);
	
	filp->private_data = pcdevp;
	
	return 0;
}

int cdd_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
	int ret = 0;
	u32 pos = *offset;
	u32 cnt = count;
	
	struct cdd_cdev *cdevp = filp->private_data;
	//printk("enter cdd_read!\n");
	if(cnt > (cdevp->data_len-pos) ){
		cnt = cdevp->data_len - pos;
	}
	
	ret = copy_to_user(buf, cdevp->kbuf+pos, cnt);
	//printk("kernel kbuf content:%s\n", cdevp->kbuf);
	*offset += cnt;
	
	return ret;
}

int cdd_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
	int ret = 0;
	struct cdd_cdev *cdevp = filp->private_data;
	u32 pos = *offset;
	u32 cnt = count;
	
	//printk("enter cdd_write!\n");
	if(cnt > (BUF_SIZE - pos) ){
		cnt = BUF_SIZE - pos;
	}
	ret = copy_from_user(cdevp->kbuf+pos, buf, cnt);
	*offset += cnt;
	if(*offset > cdevp->data_len){
		cdevp->data_len = *offset;
	}
	return ret;
}

int cdd_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long data)
{
	printk("enter cdd_ioctl!\n");
	return 0;
}

int cdd_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	printk("enter cdd_release!\n");
	return 0;
}

loff_t cdd_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{
	struct cdd_cdev *pcdevp = filp->private_data;
	loff_t newpos = 0;
	switch(whence){
		case SEEK_SET:
			newpos = offset;
			break;
		case SEEK_CUR:
			newpos = filp->f_pos + offset;
			break;
		case SEEK_END:
			newpos = pcdevp->data_len + offset;
			break;
		default:
			return -EINVAL;//无效的参数
	}
	
	if( newpos<0 || newpos>= BUF_SIZE ){
		return -EINVAL;
	}
	filp->f_pos = newpos;
	return newpos;
}

struct file_operations cdd_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = cdd_open,
	.read = cdd_read,
	.write = cdd_write,
	.ioctl = cdd_ioctl,
	.release = cdd_release,
	.llseek = cdd_llseek,
	};

int __init cdd_init(void)
{
	int ret = 0;
	int i = 0;
	
	if(cdd_major){
		dev = MKDEV(CDD_MAJOR, CDD_MINOR);//生成设备号
		//注册设备号;1、要注册的起始设备号2、连续注册的设备号个数3、名字
		ret = register_chrdev_region(dev, CDD_COUNT, "cdd_demo");
	}else{
		// 动态分配设备号
		ret = alloc_chrdev_region(&dev, cdd_minor, CDD_COUNT, "cdd_demo02");
	}
	
	if(ret < 0){
		printk("register_chrdev_region failed!\n");
		goto failure_register_chrdev;
	}
	//获取主设备号
	cdd_major = MAJOR(dev);
	printk("cdd_major = %d\n", cdd_major);
	
	cdd_cdevp = kzalloc(sizeof(struct cdd_cdev)*CDD_COUNT, GFP_KERNEL);
	if(IS_ERR(cdd_cdevp)){
		printk("kzalloc failed!\n");
		goto failure_kzalloc;
	}
	/*创建设备类*/
	dev_class = class_create(THIS_MODULE, "cdd_class");
	if(IS_ERR(dev_class)){
		printk("class_create failed!\n");
		goto failure_dev_class;
	}
	for(i=0; i<CDD_COUNT; i++){
		/*初始化cdev*/
		cdev_init(&(cdd_cdevp[i].cdev), &cdd_fops);
		/*添加cdev到内核*/
		cdev_add(&(cdd_cdevp[i].cdev), dev+i, 1);
		/* “/dev/xxx” */
		device_create(dev_class, NULL, dev+i, NULL, "cdd%d", i);
		
		cdd_cdevp[i].led = i;
		
	}
	
	return 0;
failure_dev_class:
	kfree(cdd_cdevp);
failure_kzalloc:
	unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);
failure_register_chrdev:
	return ret;
}

void __exit cdd_exit(void)
{
/*逆序消除*/
	int i = 0;
	for(; i < CDD_COUNT; i++){
		device_destroy(dev_class, dev+i);
		cdev_del(&(cdd_cdevp[i].cdev));
		//cdev_del(&((cdd_cdevp+i)->cdev));
	}
	class_destroy(dev_class);
	kfree(cdd_cdevp);
	unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);
	
}	

module_init(cdd_init);
module_exit(cdd_exit);

/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名称: char_device_driver09_test.c
*文件标识: 测试程序：测试内核空间的copy_to_user、copy_frome_user。添加偏移的功能
*	执行：先./char_device_driver08_test	r、w、l、r、
*当前版本：1.0
*作者：wuyq 
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-29
*/
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

/*手工创建设备节点文件
mknod /dev/cdd c 248 0
*/
int fd = 0;
char rbuf[100];
char wbuf[100] = "nihao!\n";


int main()
{
	char ch;
	
	fd = open("/dev/cdd5", O_RDWR);
	if(fd < 0){
		printf("open failed!\n");
		return -1;
	}
	printf("open successed fd = %d\n", fd);
	while(1)
	{
		printf("starting to test /dev/cdd...\n");
		ch = getchar();
		getchar();//取走回车
		if(ch == 'q'){
			break;
		}
		switch(ch){
			case 'r':
				memset(rbuf, 0, 100);//清空
				read(fd, rbuf, 3);
				printf("user space from kernel: %s\n", rbuf);
				break;
			case 'w':
				write(fd, wbuf, strlen(wbuf) );
				break;
			case 'o':
				ioctl(fd, 0, 0);
				break;
			case 'l':
				lseek(fd, 0, SEEK_SET);//移动的文件的开头
				break;
			default:
				break;
		}
		sleep(1);
	}
	
	close(fd);
	return 0;
}