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chardev — 字符设备驱动示例

对应教程：todo/week2/day10-11_字符设备驱动.md

包含的文件

文件 说明
chardev.c 完整字符设备驱动：动态设备号、cdev、file_operations、mutex、class/device 自动创建 /dev 节点
test_chardev.c 用户态测试程序：open → write → lseek → read → 验证数据一致性
Makefile 驱动 + 测试程序的交叉编译

构建方法

cd example/chardev
make

# 如需指定架构和工具链
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

在 QEMU 中测试

# 把 chardev.ko 和 test_chardev 打包进 initramfs，启动 QEMU
insmod chardev.ko
dmesg | tail -5                  # 确认主设备号
ls -la /dev/mychardev            # 确认设备节点存在
./test_chardev                   # 验证写入读出

# 手动测试
echo "test" > /dev/mychardev
cat /dev/mychardev

rmmod chardev

学习要点

  • alloc_chrdev_region vs register_chrdev_region（动态 vs 静态设备号）
  • cdev_init + cdev_add 体系（现代做法，替代老式 register_chrdev）
  • copy_to_user / copy_from_user（不能直接 dereference 用户指针）
  • container_of 在 open 中获取设备私有数据
  • mutex_lock_interruptible 处理信号中断
  • 错误处理路径的 goto 链式清理模式

练习

  • [ ] 用 cat /proc/devices 查看动态分配的主设备号
  • [ ] 修改 BUF_SIZE，测试写入超过缓冲区大小的情况
  • [ ] 在 chardev_read 中故意去掉 mutex_lock，用两个进程并发读写，观察竞争