linux驱动开发--copy_to_user 、copy_from_user函数实现内核空间数据与用户空间数据的相互访问

如果该操作为空，将使得read系统调用返回负EINVAL失败，正常返回实际读取的字节数

ssize_t (*read)(struct file *filp, char __user *buf, size_t  count, lofft *f_pos);
filp:待操作的设备文件file结构体指针
buf:待写入所读取数据的用户空间缓冲区指针
count:待读取数据字节数
f_pos:待读取数据文件位置，读取完成后根据实际读取字节数重新定位
返回：成功实际读取的字节数，失败返回负值

设备写操作
如果该操作为空，将使得write系统调用返回负EINVAL失败，正常返回实际写入的字节数
ssize_t (*write)(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos);

filp:待操作的设备文件file结构体指针
buf:待写入所读取数据的用户空间缓冲区指针
count:待读取数据字节数
f_pos:待读取数据文件位置，写入完成后根据实际写入字节数重新定位
返回：成功实际写入的字节数，失败返回负值

内核为驱动程序提供在内核空间和用户空间传递数据的方法
定义在arch/arm/include/asm/uaccess.h中
用户空间-->内核空间
copy_from_user函数
unsigned long copy_from_user(void *to, const void *from, unsigned long n);
to:目标地址（内核空间）
from:源地址（用户空间）
n:将要拷贝数据的字节数
返回：成功返回0，失败返回没有拷贝成功的数据字节数
get_user宏
int get_user(data, ptr);
data:可以是字节、半字、字、双字类型的内核变量
ptr:用户空间内存指针
返回：成功返回0，失败返回非0

-----------------------------------------------------------------------------------------------

内核空间-->用户空间
copy_to_user函数
unsigned long copy_to_user(void *to, const void *from, unsigned long n)
to:目标地址（用户空间）
from:源地址（内核空间）
n:将要拷贝数据的字节数
返回：成功返回0，失败返回没有拷贝成功的数据字节数
put_user宏：
int put_user(data, prt）
data:可以是字节、半字、字、双字类型的内核变量
ptr:用户空间内存指针
返回：成功返回0， 失败返回非0

/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名称: char_device_driver08.c
*文件标识: copy_to_user 、copy_from_user函数的使用
*
*当前版本：1.0
*作者：wuyq 
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-28
*/
#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];
};

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;
	
	struct cdd_cdev *cdevp = filp->private_data;
	printk("enter cdd_read!\n");
	ret = copy_to_user(buf, cdevp->kbuf, count);
	printk("kernel kbuf content:%s\n", cdevp->kbuf);
	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;	
	printk("enter cdd_write!\n");
	
	ret = copy_from_user(cdevp->kbuf, buf, count);
	
	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;
}

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

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_driver08_test.c
*文件标识: 测试程序：测试内核空间的copy_to_user、copy_frome_user
*	执行：先./char_device_driver08_test	再cat /dev/cdd0 cat /dev/cdd5观察两者的区别
*当前版本：1.0
*作者：wuyq 
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-28
*/
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.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':
				read(fd, rbuf, 100);
				printf("user space from kernel: %s\n", rbuf);
				break;
			case 'w':
				write(fd, wbuf, 100);
				break;
			case 'o':
				ioctl(fd, 0, 0);
				break;
			default:
				break;
		}
		sleep(1);
	}
	
	close(fd);
	return 0;
}