具有平台驱动程序和字符设备接口的设备特定数据结构

Question

我正在努力理解具有字符设备接口的平台设备驱动程序与在设备特定数据结构中存储数据之间的联系。

我创建了一个结构来跟踪与我的设备相关的数据，然后将它添加到探测函数的设备结构中：

dev_set_drvdata(dev, data_struct);

我还保留了 data_struct 的全局副本。

我注册了一个 misc 设备，这样我就可以 mmap() 并通过 ioctl() 命令访问该设备。如果我想访问这个设备的 data_struct，目前我通过全局副本访问它。是否有另一种方式通过 inode 或 file 指针来访问我存储在设备结构中的数据？

我目前只允许设备的一个实例，但我想确保我正确地实现了这一点，以便将来可能有多个设备使用同一驱动程序的实现。

Answer 1

当您的 miscdevice 首次打开时，miscdevice 框架会将 file->private_data 设置为您的 struct miscdevice（请参阅 misc_open() function and also comment to misc_register() 函数）。您可以依靠它并在您的文件操作中使用 file->private_data 来获取您的自定义结构，使用 container_of() 宏。当然，您的自定义结构必须包含您的 struct miscdevice。这样做的简洁且常用的方法是创建名为 to_*() 的辅助函数，它将通过提供的 file 指针找出并 return 您的自定义结构。因此，如果您调用自定义结构 my_struct，则应将该辅助函数调用为 to_my_struct().

此外，如果您正在编写平台驱动程序，则可以使用 platform_set_drvdata() 而不是 dev_set_drvdata()。这是必需的，因此您可以在平台驱动程序的 remove() 函数中获取自定义结构。

这是上面解释的所有内容的示例：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/slab.h>

struct my_struct {
    struct platform_device *pdev;
    struct miscdevice mdev;
};

static inline struct my_struct *to_my_struct(struct file *file)
{
    struct miscdevice *miscdev = file->private_data;

    return container_of(miscdev, struct my_struct, mdev);
}

static ssize_t my_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count,
                       loff_t *pos)
{
    struct my_struct *my = to_my_struct(file); /* just for example */

    (void)my; /* unused */
    return simple_read_from_buffer(buf, count, pos, "my text", 7);
}

static const struct file_operations my_fops = {
    .owner  = THIS_MODULE,
    .read   = my_read,
};

static int my_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_struct *my;
    int ret;

    my = kmalloc(sizeof(*my), GFP_KERNEL);
    if (!my)
        return -ENOMEM;

    platform_set_drvdata(pdev, my);
    my->pdev = pdev;

    my->mdev.minor  = MISC_DYNAMIC_MINOR;
    my->mdev.name   = "my";
    my->mdev.fops   = &my_fops;
    my->mdev.parent = NULL;

    ret = misc_register(&my->mdev);
    if (ret) {
        dev_err(&pdev->dev, "Failed to register miscdev\n");
        return ret;
    }

    dev_info(&pdev->dev, "Registered\n");

    return 0;
}

static int my_remove(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_struct *my = platform_get_drvdata(pdev);

    misc_deregister(&my->mdev);
    kfree(my);
    dev_info(&pdev->dev, "Unregistered\n");

    return 0;
}

static struct platform_driver my_driver = {
    .probe      = my_probe,
    .remove     = my_remove,
    .driver = {
        .name = "my",
    },
};

module_platform_driver(my_driver);

MODULE_AUTHOR("Sam Protsenko");
MODULE_DESCRIPTION("Platform device driver using char device example");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_ALIAS("platform:my");

顺便说一句，您可以在内核代码中查找示例，只需使用关键字即可，例如：

$ git grep -l --all-match -e 'misc_register(' -e 'platform_device' -e 'file->private_data' -- drivers/

Answer 2

感谢 misc 设备的实现解决了这个问题！

对于将来引用此内容的任何人，我运行在将其插入内核时遇到分段错误。如果有帮助：

而不是： my = kmalloc(sizeof(*my), GFP_KERNEL);

我用过：my = (struct my_struct *) kmalloc(sizeof(struct my_struct), GFP_KERNEL);

具有平台驱动程序和字符设备接口的设备特定数据结构

Device Specific Data Structure with Platform Driver and Character Device Interface

linux-kernel

driver

linux-device-driver

embedded-linux

kernel-module