linux驱动开发第2讲：应用层的write如何调用到驱动中的write

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linux驱动开发第2讲：应用层的write如何调用到驱动中的write

linux驱动程序如何调用

linux驱动程序中write绑定函数未被调用

关于linux的write函数

一、linux驱动开发第2讲：应用层的write如何调用到驱动中的write

关注“技术简说”，带你一步一步学习linux内核驱动。

在linux操作系统中，一切皆是文件：文件是文件，目录是文件，设备是文件，socket套接字是文件，管道也是文件。

linux操作系统用文件抽象出了这一切，文件成为了以上这些实体的编程接口。正由于此，基于linux的编程变成了面向文件的编程，对于linux应用程序开发者而言，简直是爽的不要不要的。

但是，对于内核开发者而言，却是未必。虽然应用层可以用open, write,read操纵一切，但是在内核里面，却需要不同的部分（或者说驱动）来真正实现这一切。

本文接着linux驱动开发第1讲：带你编写一个最简单的字符设备驱动，来讲述linux应用程序中的write()函数如何调用到hello驱动里的write()函数，并顺道回答上一讲最后的几个遗留问题。

先上一张图简单说明下调用流程：

应用层-->系统调用-->驱动

任何一个可以正常使用的函数，如果你的应用程序里没有定义，那么肯定定义在c库里。而c库怎么做会视情况而定。像一些字符处理函数，c库里会实现它们；但是像write函数，c库只会做一些检查，然后就陷入write的系统调用，系统调用会通过软中断的方式陷入到内核空间里去执行。

应用空间和内核空间是彼此隔离的，互相看不到对方，也无法访问对方的数据，这是为了安全。所以就write函数而言，当从用户空间通过系统调用进入到内核空间以后，内核需要通过copy_from_user函数才能把应用程序传给write的数据拷贝到内核空间，之后内核空间才能对此数据进行处理。

整个流程，上图表现的已经非常明显，但是问题也是有的，操作系统中的系统调用最终是如何知道应该调用哪个驱动里的write函数呢？在linux驱动开发第1讲：带你编写一个最简单的字符设备驱动里，我们确实看到当执行测试程序的时候，当调用测试程序里的open, write和read函数的时候，分别调用到了hello驱动里的hello_open, hello_write和hello_read函数，难道这是一个巧合吗？

当然不是！

我们先从逻辑上说明这个问题。

如果我们没有记错，在hello驱动里，有定义主次设备号：

int reg_major  =  232;    int reg_minor =   0;int hello_init(void){       devNum = MKDEV(reg_major, reg_minor);gDev = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);    gFile = kzalloc(sizeof(struct file_operations), GFP_KERNEL);    ...    cdev_init(gDev, gFile);    cdev_add(gDev, devNum, 3);}

在hello_init里，我们把主设备号232和此设备号0组合成了devNum。

cdev_init(gDev, gFile); 建立了gDev和gFile的逻辑关系；

cdev_add(gDev, devNum, 3); 建立了gDev和devNum的逻辑关系；

其实你翻开代码看细节会发现，以上两句代码其实建立了gFile和devNum的对应关系，也就是file_operations和devNum的对应关系，也就是建立了file_operation和主次设备号（232,0）的对应关系。

注意：在linux里，在应用层用文件句柄也就是fd表示一个打开的文件，但是在内核里用struct file 表示一个打开的文件，用struct file_operations表示对该文件的操作。fd和struct file是一一对应的,而struct file和struct file_operations也是一一对应的。这是struct file_operations的结构体定义：

struct file_operations {struct module *owner;loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*release) (struct inode *, struct file *);int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);int (*fasync) (int, struct file *, int);  ...};

在上一讲的例子里，我们打开的文件名字是/dev/hello,这是一个设备文件，对应的主次设备号分别为232和0。所以，当你打开/dev/hello之后，就已经建立了这个文件和hello驱动里的 struct file 的对应关系,也就建立了这个文件和hello驱动里的struct file_operations的对应关系。

好，了解以上的背景之后，我们来看看代码。

我们从内核里write系统调用的实现部分开始阅读：

相关的代码在：fs/read_write.c

备注：SYSCALL_开头表示是系统调用。

关键代码在vfs_write。所以，我们继续跟进入：

继续跟入__vfs_write：

ssize_t __vfs_write(struct file *file, const char __user *p, size_t count,    loff_t *pos){if (file->f_op->write)return file->f_op->write(file, p, count, pos);else if (file->f_op->write_iter)return new_sync_write(file, p, count, pos);elsereturn -EINVAL;

关键代码在这里:

if (file->f_op->write)return file->f_op->write(file, p, count, pos);

上面提到建立了/dev/hello和file_operations的关系。所以这里其实就是判断hello驱动里有没有定义write函数，如果有，那就调用hello驱动里的write函数。

所以，按照如上的路径，应用程序里的write就顺利的调用到了hello驱动里的write函数。因为我们驱动里的hello_write和hello_read里都返回了0。所以，应用程序里的write和read也返回了0。

ssize_t hello_write(struct file *f, const char __user *u, size_t s, loff_t *l){    printk(KERN_EMERG"hello_write\r");    return 0;}ssize_t hello_read(struct file *f, char __user *u, size_t s, loff_t *l){    printk(KERN_EMERG"hello_read\r");          return 0;}

如果你想让测试程序里的write和read返回非零值，只要把驱动里的return 0，改为任意值就好了，大家可以自己测试一下。

关注“技术简说”，带你一步一步开发linux内核驱动。

一、linux驱动程序如何调用

驱动程序工作在
内核空间
，由内核来调用
比如某硬件的驱动程序中实现了hd_write()函数，则用户在
用户空间
打开这硬件的设备文件并调用
系统调用
函数write()时，内核就调用hd_write()函数。

二、linux驱动程序中write绑定函数未被调用

你试试不用KERN_NOTICE，直接printk

三、关于linux的write函数

1.功能
将数据写入已打开的文件内
2.相关函数
open，read，fcntl，close，lseek，sync，fsync，fwrite
3.表头文件
#include
4.定义函数
ssize_t
write
(int
fd,const
void
*
buf,size_t
count);
5.函数说明
write()会把参数buf所指的内存写入count个字节到参数fd所指的文件内。当然，文件读写位置也会随之移动。
6.返回值
如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。
7.错误代码
eintr
此调用被信号所中断。
eagain
当使用不可阻断i/o
时（o_nonblock），若无数据可读取则返回此值。
ebadf
参数fd非有效的文件描述词，或该文件已关闭。