guowenxue
2024-12-23 b8e5f60912c77d52214c21e67fa91ec5f522c54c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
/*
 * Copyright (C) 2024 LingYun IoT System Studio
 * Author: Guo Wenxue <guowenxue@gmail.com>
 *
 * A character skeleton driver example in linux kernel.
 */
 
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>   /* printk() */
#include <linux/fs.h>       /* everything... */
#include <linux/errno.h>    /* error codes */
#include <linux/types.h>    /* size_t */
#include <linux/cdev.h>     /* cdev */
#include <linux/slab.h>     /* kmalloc() */
#include <linux/version.h>  /* kernel version code */
#include <linux/uaccess.h>  /* copy_from/to_user() */
#include <linux/moduleparam.h>
 
/* device name and major number */
#define DEV_NAME         "chrdev"
int dev_major = 0;
module_param(dev_major, int, S_IRUGO);
 
#define BUF_SIZE         1024
typedef struct chrdev_s
{
    struct cdev    cdev;
    char          *data;   /* data buffer */
    uint32_t       size;   /* data buffer size */
    uint32_t       bytes;  /* data bytes in the buffer */
} chrdev_t;
 
static struct chrdev_s   dev;
 
static ssize_t chrdev_read (struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    struct chrdev_s   *dev = file->private_data;
    ssize_t nbytes;
    ssize_t rv = 0;
 
    /* no data in buffer  */
    if( !dev->bytes )
        return 0;
 
    /* copy data to user space */
    nbytes = count>dev->bytes ? dev->bytes : count;
    if( copy_to_user(buf, dev->data, nbytes) )
    {
        rv = -EFAULT;
        goto out;
    }
 
    /* update return value and data bytes in buffer */
    rv = nbytes;
    dev->bytes -= nbytes;
 
out:
    return rv;
}
 
static ssize_t chrdev_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    struct chrdev_s   *dev = file->private_data;
    ssize_t nbytes;
    ssize_t rv = 0;
 
    /* no space left */
    if( dev->bytes >= dev->size )
        return -ENOSPC;
 
    /* check copy data bytes */
    if( dev->size - dev->bytes < count)
        nbytes = dev->size - dev->bytes;
    else
        nbytes = count;
 
    /* copy data from user space  */
    if( copy_from_user(&dev->data[dev->bytes], buf, nbytes) )
    {
        rv = -EFAULT;
        goto out;
    }
 
    /* update return value and data bytes in buffer */
    rv = nbytes;
    dev->bytes += nbytes;
 
out:
    return rv;
}
 
#if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,0,0)
#define access_ok_wrapper(type,arg,cmd) access_ok(type, arg, cmd)
#else
#define access_ok_wrapper(type,arg,cmd) access_ok(arg, cmd)
#endif
 
/* ioctl definitions, use 'c' as magic number */
#define CHR_MAGIC           'c'
#define CHR_MAXNR           2
#define CMD_READ            _IOR(CHR_MAGIC, 0, int)
#define CMD_WRITE           _IOW(CHR_MAGIC, 1, int)
 
static long chrdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    static int value = 0xdeadbeef;
    int rv = 0;
 
    /*
     * extract the type and number bitfields, and don't decode
     * wrong cmds: return ENOTTY (inappropriate ioctl) before access_ok()
     */
    if (_IOC_TYPE(cmd) != CHR_MAGIC) return -ENOTTY;
    if (_IOC_NR(cmd) > CHR_MAXNR) return -ENOTTY;
 
    /*
     * the direction is a bitmask, and VERIFY_WRITE catches R/W transfers.
     * `Type' is user-oriented, while access_ok is kernel-oriented,
     * so the concept of "read" and "write" is reversed
     */
    if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)
        rv = !access_ok_wrapper(VERIFY_WRITE, (void __user *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
    else if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
        rv =  !access_ok_wrapper(VERIFY_READ, (void __user *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
 
    if (rv)
        return -EFAULT;
 
    switch (cmd) {
        case CMD_READ:
            if (copy_to_user((int __user *)arg, &value, sizeof(value)))
                return -EFAULT;
            break;
 
        case CMD_WRITE:
            if (copy_from_user(&value, (int __user *)arg, sizeof(value)))
                return -EFAULT;
            break;
 
        default:
            return -EINVAL;
    }
 
    return 0;
}
 
static int chrdev_open (struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct chrdev_s    *dev; /* device struct address */
 
    /* get the device struct address by container_of() */
    dev = container_of(inode->i_cdev, struct chrdev_s, cdev);
 
    /* save the device struct address for other methods */
    file->private_data = dev;
 
    return 0;
}
 
static int chrdev_close (struct inode *node, struct file *file)
{
    return 0;
}
 
static struct file_operations chrdev_fops = {
    .owner          = THIS_MODULE,
    .open           = chrdev_open,  /* open()  implementation */
    .read           = chrdev_read,  /* read()  implementation */
    .write          = chrdev_write, /* write() implementation */
    .unlocked_ioctl = chrdev_ioctl, /* ioctl() implementation */
    .release        = chrdev_close, /* close() implementation */
};
 
static int __init chrdev_init(void)
{
    dev_t      devno;
    int        rv;
 
    /* malloc and initial device read/write buffer */
    dev.data = kmalloc(BUF_SIZE, GFP_KERNEL);
    if( !dev.data )
    {
        printk(KERN_ERR " %s driver kmalloc() failed\n", DEV_NAME);
        return -ENOMEM;
    }
    dev.size = BUF_SIZE;
    dev.bytes = 0;
    memset(dev.data, 0, dev.size);
 
    /* allocate device number */
    if(0 != dev_major)
    {
        devno = MKDEV(dev_major, 0);
        rv = register_chrdev_region(devno, 1, DEV_NAME);
    }
    else
    {
        rv = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, DEV_NAME);
        dev_major = MAJOR(devno);
    }
 
    if(rv < 0)
    {
        printk(KERN_ERR "%s driver can't use major %d\n", DEV_NAME, dev_major);
        return -ENODEV;
    }
 
    /* initialize cdev and setup fops */
    cdev_init(&dev.cdev, &chrdev_fops);
    dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
 
    /* register cdev to linux kernel */
    rv = cdev_add(&dev.cdev, devno, 1);
    if( rv )
    {
        rv = -ENODEV;
        printk(KERN_ERR "%s driver regist failed, rv=%d\n", DEV_NAME, rv);
        goto failed1;
    }
 
    printk(KERN_INFO "%s driver on major[%d] installed.\n", DEV_NAME, dev_major);
    return 0;
 
failed1:
    unregister_chrdev_region(devno, 1);
 
    printk(KERN_ERR "%s driver installed failed.\n", DEV_NAME);
    return rv;
}
 
static void __exit chrdev_exit(void)
{
    cdev_del(&dev.cdev);
    unregister_chrdev_region(MKDEV(dev_major,0), 1);
 
    kfree(dev.data);
 
    printk(KERN_INFO "%s driver removed!\n", DEV_NAME);
    return;
}
 
module_init(chrdev_init);
module_exit(chrdev_exit);
 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("GuoWenxue <guowenxue@gmail.com>");