Android内核开发 Linux C编程调用内核模块设备驱动

本文出处: http://blog.csdn.net/leytton/article/details/52738901
本文目的为Linux系统环境下：1、编写内核模块程序并编译 2、加载内核模块 3、编写C程序调用内核模块

功能为向内核模块虚拟设备写如字符串，再从内核模块虚拟设备读出字符串长度。

1、word_count.c文件

#include<linux/module.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/kernel.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/miscdevice.h>
#include<asm/uaccess.h>

//设备文件名
#define DEVICE_NAME "word_count"

//保存读写字符串
static unsigned char mem[1000];

//读写字符串中字符数量,ssize_t有符号int,size_t无符号int
static ssize_t char_count=0;

//  从设备文件读取数据时调用该函数
//  file：指向设备文件、buf：保存可读取的数据   count：可读取的字节数  ppos：读取数据的偏移量
static ssize_t word_count_read(struct file *file,char __user *buf,size_t read_count,loff_t *ppos)
{
read_count = char_count;
//printk("read:debug:%d\n",(int)char_count);
//  将内核空间的数据复制到用户空间，buf中的数据就是从设备文件中读出的数据
//if(copy_to_user(buf, (void*)mem,read_count)){
if(copy_to_user(buf, &char_count,read_count)){//注意与之前不一样，这次返回字符长度
return -EINVAL;
}
printk("read:read_count:%d\n",(int)read_count);
char_count=0;
return read_count;
}

//  向设备文件写入数据时调用该函数
//  file：指向设备文件、buf：保存写入的数据   count：写入数据的字节数  ppos：写入数据的偏移量
static ssize_t word_count_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t write_count,loff_t *ppos)
{
char_count=write_count;
//  将用户空间的数据复制到内核空间，mem中的数据就是向设备文件写入的数据
if(copy_from_user((void*)mem,buf,write_count)){
return -EINVAL;
}
mem[write_count]='\0';
printk("write:write_count:%d\n",(int)char_count);
return char_count;
}

static struct file_operations dev_fops=
{.owner=THIS_MODULE, .read=word_count_read, .write=word_count_write};
static struct miscdevice misc=
{.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR, .name=DEVICE_NAME, .fops=&dev_fops};

//Linux驱动装载函数
static int __init word_count_init(void)
{
int ret;
//注册设备文件
ret=misc_register(&misc);
printk("word_count init success!");
return ret;
}

//Linux驱动卸载函数
static void __exit word_count_exit(void)
{
// 注销（移除）设备文件
misc_deregister(&misc);
printk("word_count exit success!");
}

2、Makefile文件

TARGET=word_count
KDIR=/usr/src/kernels/3.10.0-327.el7.x86_64	# centos
PWD=$(shell pwd)
obj-m:=$(TARGET).o
default:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
rm -f *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.order

3、word_count_test.c文件

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main( int argc, char *argv[] )
{
/* 打开设备文件（/dev/word_count）的句柄 */
int devret;
int word_count=0;
int write_count=0;
/* 打开设备文件 */
devret = open( "/dev/word_count", O_RDWR );
/*  如果open函数返回-1，表示打开设备文件失败 */
if ( devret == -1 )
{
printf( "Cann't open file \n" );
return(0);
}
/*
*  如果word_count_test后面跟有命令行参数，程序会将第1个参数值当作待统计的字符串
*  如果没有命令行参数，则只读取设备文件中的值
*/
if ( argc > 1 )
{
/*  向设备文件写入待统计的字符串 */
write_count=write( devret, argv[1], strlen( argv[1] ) );
/*  输出待统计的字符串 */
printf( "write string:%s,count:%d\n", argv[1],write_count );
}
//  读取设备文件中的单词数
read(devret, &word_count, sizeof(word_count));

//  输出统计出的单词数
printf("word count:%d\n", word_count);
/*  关闭设备文件 */
close( devret );
return(0);
}

//注册装载函数
module_init(word_count_init);
//注册卸载函数
module_exit(word_count_exit);

MODULE_AUTHOR("Leytton");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Word Count Driver");
MODULE_ALIAS("a simplest module");
MODULE_LICENSE("MIT");

4、编译内核模块

[hadoop@localhost drivers01]$ make
make -C /usr/src/kernels/3.10.0-327.el7.x86_64	 M=/mnt/workbench/workspace/drivers01 modules
make[1]: 进入目录“/usr/src/kernels/3.10.0-327.el7.x86_64”
CC [M]  /mnt/workbench/workspace/drivers01/word_count.o
Building modules, stage 2.
MODPOST 1 modules
CC      /mnt/workbench/workspace/drivers01/word_count.mod.o
LD [M]  /mnt/workbench/workspace/drivers01/word_count.ko
make[1]: 离开目录“/usr/src/kernels/3.10.0-327.el7.x86_64”
[hadoop@localhost drivers01]$

5、加载内核模块

[hadoop@localhost drivers01]$ sudo insmod word_count.ko
[sudo] password for hadoop:
[hadoop@localhost drivers01]$

6、编译word_count_test.c文件

gcc word_count_test.c -o word_count_test

7、执行word_count_test

[hadoop@localhost drivers01]$ sudo ./word_count_test hello12345
write string:hello12345,count:10
word count:10

注意要用root权限执行，否则会返回以下错误

[hadoop@localhost drivers01]$ ./word_count_test hello12345

Cann't open file 

8、查看内核模块日志

[hadoop@localhost drivers01]$sudo dmesg -c
[15074.261371] write:write_count:10
[15074.261415] read:read_count:10

9、参考文章

《开发可统计单词个数的Android驱动程序（3）》http://www.cnblogs.com/nokiaguy/archive/2013/03/11/2954618.html 

《在Android模拟器和Ubuntu上测试Linux驱动》 http://www.cnblogs.com/nokiaguy/archive/2013/03/14/2960408.html

《 Android深度探索（卷1）：HAL与驱动开发》http://blog.csdn.net/nokiaguy/article/details/8540127

《Android驱动与HAL开发实战视频课程》http://edu.51cto.com/course/course_id-2323.html