小白学习驱动开发20250506

内核空间和用户空间数据交换

• write()方法：从用户空间读取数据到内核空间，然后在内核中处理这些数据。
• read()方法：把数据从内核复制到用户空间中。

copy_from_user()：把缓冲区内容从用户空间复制到内核空间
copy_to_user()：把缓冲区内容从内核空间复制到用户空间

单值复制
put_user(x,ptr)：将内核空间中的变量值x复制到用户空间地址ptr中。成功时返回0，出错时返回-EFAULT
get_user(x,ptr)：将用户空间中的变量值复制到内核空间，x代表存储结果的内核变量，ptr代表用户空间的源地址。成功时返回0，出错时返回-EFAULT，错误时x被设置为0

write()方法步骤

ssize_t(*write)(struct file *filp,const char _user *buff,size_t count,loff_t *pos);

返回值：写入的字节数
*buff：来自用户空间的数据缓冲区
count：请求传输的数据长度
*pos：数据在文件中应写入的起始位置

1. 检查来自用户空间的错误或无效请求（只在设备提供内存时才有意义，可能有内存大小限制）
2. 针对剩余字节数调整count（条件同上步）
3. 找到开始写入的位置（只有当设备具有内存，且write()方法要在其中写入指定的数据时该步骤相关）
4. 从用户空间复制数据，并将其写入相应的内核空间
5. 写入物理设备，失败时返回错误
6. 根据写入的字节数移动文件中光标的当前位置，返回复制的字节数

read()方法步骤

ssize_t(*read)(struct file *filp,const char _user *buff,size_t count,loff_t *pos);

返回值：读取的数据量
*buf：从用户空间接收的缓冲区
count：请求传输的数据大小（用户缓冲区大小）
*pos：从文件中读取数据的起始位置

1. 防止读操作超出文件大小，并返回文件结束
2. 读取的字节数不能超过文件大小，调整count
3. 找到读取的起始位置
4. 将数据复制到用户空间缓冲区，失败时返回错误
5. 根据读取的字节数前移文件的当前位置，并返回复制的字节数

llseek()方法步骤

loff_t(*llseek)(struct file *filp,loff_t offset,int whence);

返回值：文件中的新位置
loff_t：相对于文件当前位置的偏移量
whence：从哪里开始查找，可能取值如下：
SEEK_SET：光标移动相对于文件开头的位置
SEEK_CUR：光标移动相对于当前文件的位置
SEEK_END：光标移动相对于文件结束的位置

1. 使用switch语句检查每种whence情况
2. 检查newpos是有效
3. 使用新位置更新f_pos
4. 返回新的文件指针位置