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Антон
Asked:2020-04-05 23:20:49 +0000 UTC2020-04-05 23:20:49 +0000 UTC

字符驱动程序中 read() 函数的奇怪行为

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我read()的角色驱动程序功能

static ssize_t my_driver_read(struct file *filp, char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    printk(KERN_ALERT "Function read() works and received %zu characters\n", count);

    if (copy_to_user(buf, my_driver_buf, count)) {
        printk(KERN_ALERT "Error in function copy_to_user()\n");
        return -EFAULT;
    }

    *f_pos += count;
    return count; 
}

好吧，一个功能write()以防万一

static ssize_t my_driver_write(struct file *filp, const char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    printk(KERN_ALERT "Function write() works and received %zu characters\n", count);

    if (copy_from_user(my_driver_buf, buf, count)) {
        printk(KERN_ALERT "Error in function copy_from_user()\n");
        return -EFAULT;
    }

    *f_pos += count;
    return count;
}

我的缓冲区被声明为全局的

static char my_driver_buf[140000];

这些函数的实际问题（由file_operations字符驱动程序中的结构成员指出）：

当我编写这样一个命令strace echo hello > /dev/my_driver（设备文件）时，我得到以下输出（修剪到最后几行）

write(1, "hello\n", 6)                  = 6
close(1)                                = 0
close(2)                                = 0
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

而当我写这样一个命令strace cat /dev/my_driver时，输出是这样的（从上面和下面截掉文字）

read(3, "hello\n\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 131072) = 131072
write(1, "hello\n\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 131072hello
) = 131072
read(3, "hello\n\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 131072) = 131072
write(1, "hello\n\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 131072hello
) = 131072
read(3, "hello\n\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 131072) = 131072
write(1, "hello\n\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 131072hello
) = 131072

（重复直到我按下 Ctrl+C）

问题正在酝酿：

1）为什么count函数中的变量write()等于6（hello\n），而当我调用函数时read()，count它等于131072（hello\n\0\0\0....），而不是6？

2）为什么函数read()进入循环并再次被调用，虽然我写return count;在函数的末尾read()，这是最好的选择（所有数据都被接收）？

loff_t *f_pos3）如果我们仍然不向文件（если я правильно понимаю, то мы работаем с буфером пользовательского пространства, который предоставляет ядро и с буфером, который мы сами создаем, в нашем случае - my_driver_buf）写入任何内容并且我们不需要知道其中的位置（至少在这个例子中），为什么我们需要？

linux

1 个回答

  1. Best Answer

    1）为什么count函数中的变量write()等于6（hello\n），而当我调用函数时read()，count它等于131072（hello\n\0\0\0....），而不是6？

    read因为两者都是由用户空间程序报告的，分别作为调用/的最后一个参数传递write。如果你用手指解释，它会echo说“我有一个 6 字节长的缓冲区，我想将它写入设备”，并cat告诉系统“我有一个 128k 的缓冲区，我想尽可能多地读入它在设备上”。

    2）为什么函数read()进入循环并再次被调用，虽然我写return count;在函数的末尾read()，这是最好的选择（所有数据都被接收）？

    读取到结束循环的典型“整个文件”如下所示：

    char buf[BUF_SZ];

do {
  ssize_t sz = read(fd, buf,BUF_SZ);
  if (sz<0) {
    perror("read failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
  } else if (sz==0) {
    break
  } else {
    processData(buf);
  }
} while (1);

    那些。文件结束符号是read返回0的。在问题的情况下，这永远不会发生，即 文件以同样的方式变成无限的，例如，/dev/zero或/dev/urandom；并cat挂在同一个周期...

    loff_t *f_pos3）如果我们仍然不向文件（если я правильно понимаю, то мы работаем с буфером пользовательского пространства, который предоставляет ядро и с буфером, который мы сами создаем, в нашем случае - my_driver_buf）写入任何内容并且我们不需要知道其中的位置（至少在这个例子中），为什么我们需要？

    loff_t是设备提供的虚拟文件中的偏移量。如果设备没有存储任何内部状态，那么需要重点关注它，以免每次返回相同的数据。例如，在此示例中，将其解释为缓冲区偏移量是合理的。

    鉴于上述情况，读取函数将如下所示：

    static ssize_t my_driver_read(struct file *filp, char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    printk(KERN_ALERT "Function read() works and received %zu characters\n", count);

    if (*f_pos >= sizeof (my_driver_buf)) {
      printk(KERN_DEBUG "Trying to read beyond buffer end, returning 0 to indicate EOF\n");
      return 0;
    } else if (*f_pos+count > sizeof (my_driver_buf)) {
      count = sizeof (my_driver_buf) - *f_pos;
      printk(KERN_DEBUG "count is bigger than buffer size, trimed it to %d\n", count);
    }

    if (copy_to_user(buf, my_driver_buf+*f_pos, count)!=0) {
        printk(KERN_ALERT "Error in function copy_to_user()\n");
        return -EFAULT;
    }

    *f_pos += count;
    return count; 
}
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