Linuxデバイスドライバ開発 fops(3) の履歴(No.3)

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- 6 (2019-10-02 (水) 09:27:46)

Linuxデバイスドライバ開発 fops(3)†

container_of†

前回のLinuxデバイスドライバ開発 fops(2)からの続き。
inode->i_cdev からcontainer_ofを使用しデバイスの情報を取得する。
今回のドライバ実装では、複数回open(同じデバイスの情報をアクセス)した場合、動作上問題が発生する。
ただし、close後もデータ保持する。

#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>				/* kzalloc(), 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;

#define STR_LENGTH 16
struct skel_cdev_t {
	struct cdev m_cdev;
	char str[STR_LENGTH];
};
struct skel_cdev_t *skel_cdev;

#define SKEL_DRV_NAME "skel_drv"

static int skel_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	struct skel_cdev_t *skel_cdev = NULL;

pr_info("%s\n", __FUNCTION__);
	skel_cdev = container_of(inode->i_cdev, struct skel_cdev_t, m_cdev);

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

return 0;
}

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

/* ファイルディスクリプタの開放 */
	file->private_data = NULL;

return 0;
}

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

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

len = strlen(skel_cdev->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_cdev_t *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 0;
}

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

static int skel_init(void)
{
	dev_t dev = 0;
	int ret;

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

if (drv_major) {
		/* 指定デバイス番号を登録する */
		dev = MKDEV(drv_major, drv_minor);
		ret = register_chrdev_region(dev, drv_nr_devs, SKEL_DRV_NAME);
	}
	else {
		/* デバイス番号を動的に確保する */
		ret = alloc_chrdev_region(&dev, drv_minor, drv_nr_devs, SKEL_DRV_NAME);
		drv_major = MAJOR(dev);
	}

if (ret < 0) {
		pr_err("skel_drv: cant't get major %d\n", drv_major);
	}
	else {
		pr_info("skel_drv: char driver major number is %d\n", drv_major);
	}

/* デバイスクラスを作成する */
	skel_drv_class = class_create(THIS_MODULE, SKEL_DRV_NAME);
	if (IS_ERR(skel_drv_class)) {
		pr_err("skel_drv: class_create failed\n");
		goto unregister_region;
	}

/* デバイスを作成する */
	skel_drv_device = device_create(skel_drv_class, NULL, MKDEV(drv_major, drv_minor), NULL, "skel_drv%d", drv_minor);
	if (IS_ERR(skel_drv_device)) {
		pr_err("skel_drv: device_create failed\n");
		goto destroy_class;
	}

skel_cdev = kzalloc(sizeof(struct skel_cdev_t), GFP_KERNEL);
	if (skel_cdev == NULL) {
		pr_err("skel_drv: kzalloc failed\n");
		goto destroy_class;
	}

/* キャラクタデバイスの初期化 */
	cdev_init(&skel_cdev->m_cdev, &fops);
	skel_cdev->m_cdev.owner = THIS_MODULE;

/* キャラクタデバイスの追加 */
	ret = cdev_add(&skel_cdev->m_cdev, MKDEV(drv_major, drv_minor), drv_nr_devs);
	if (ret < 0) {
		pr_err("skel_drv: cdev_add failed\n");
		goto destroy_device;
	}
	else {
		goto exit;
	}

destroy_device:
	device_destroy(skel_drv_class, MKDEV(drv_major, drv_minor));
destroy_class:
	class_unregister(skel_drv_class);
	class_destroy(skel_drv_class);
unregister_region:
	unregister_chrdev_region(dev, drv_nr_devs);
exit:
	return 0;
}

static void skel_exit(void)
{
	dev_t dev = 0;

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

/* キャラクタデバイスの削除 */
	cdev_del(&skel_cdev->m_cdev);
	kfree(skel_cdev);

/* デバイスを破棄する */
	device_destroy(skel_drv_class, MKDEV(drv_major, drv_minor));

/* デバイスクラスを破棄する */
	class_unregister(skel_drv_class);
	class_destroy(skel_drv_class);

/* デバイス番号の登録を解除する */
	dev = MKDEV(drv_major, drv_minor);
	unregister_chrdev_region(dev, drv_nr_devs);
}

module_init(skel_init);
module_exit(skel_exit);

実行確認

$ sudo insmod skel_drv.ko
$ ./test
fd0 -
fd1 -
fd0 - ABCT
fd1 - ABCT
fd0 - ABCT
$ ./test
fd0 - ABCT
fd1 - ABCT
fd0 - ABCT
fd1 - ABCT
fd0 - ABCT
$ sudo rmmod skel_drv

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