linux驱动开发--字符设备：原子操作

访问共享资源的代码区域称谓临界区（critical sections），临界区需要以某种互斥机制加以保护。中断屏蔽、原子操作、自旋锁和信号量是Linux设备驱动中可采用的互斥途径。

原子操作

原子操作指的是在执行过程中不会被别的代码路径所中断的操作。
Linux内核停工了一系列函数来实现内核中的原子操作。这些函数分为两类，分别针对位和整型变量进行原子操作。他们的共同点是在任何情况下操作都是原子的，内核代码可以安全地调用他们而不被打断。位和整型变量原子操作都是依赖底层cpu的原子操作来实现，因此所有这些函数都与cpu架构密切相关。

整型原子操作
设置原子变量的值
void atomic_set(atomic_t *v, int i);//设置原子变量的值为i
atomic_t v = ATOMIC_INIT(0);//定义原子变量v并初始化为0
获取原子变量的值
atomic_read(atomic_t *v);//返回原子变量的值
原子变量加/减
void atomic_add(int i, atomic_t *v);//原子变量增加i
void atomic_sub(int i, atomic_t *v);//原子变量减少i
原子变量自增/自减
void atomic_inc(atomic_t *v);//原子变量增加i
void atomic_dec(atomic_t *v);//原子变量减少i

操作并测试
int atomic_inc_and_test(atomic_t *v);
int atomic_dec_and_test(atomic_t *v);
int atomic_sub_and_test(int i, atomic_t *v);
上述操作对原子变量执行自增、自减、和减操作后测试其是否为0，为0则返回true，否则返回false。

操作并返回
int atomic_add_return(int i, atomic_t *v);
int atomic_sub_return(int i, atomic_t *v);
int atomic_inc_return(atomic_t *v);
int atomic_dec_return(atomic_t *v);
上述操作对原子变量进行加、减和自增、自减操作，并返回新的值。

位原子操作
设置位
void set_bit(nr, void *addr);//设置addr地址的第nr位，所谓设置位即将位写为1
清除位
void clear_bit(nr, void *addr);//清除addr地址的第nr位，将位写为0
改变位
void change_bit(nr, void *addr);//对addr地址的第nr位进行反置
测试位
Test_bit(nr, void *addr);//返回addr地址的第nr位
测试并操作位
int test_and_set_bit(nr, void *addr);
int test_and_clear_bit(nr, void *addr);
int test_and_change_bit(nr, void *addr);

/**

*Copyright (c) 2013.TianYuan

*All rights reserved.

*文件名称: char_device_driver10.c

*文件标识: 原子操作,针对设备节点打开的时候，不能再一次打开

*原子操作

*当前版本：1.0

*作者：wuyq 

*取代版本：xxx

*原作者：xxx

*完成日期：2013-11-29

#include linux/init.h 

#include linux/module.h 

#include linux/fs.h 

#include linux/cdev.h 

#include linux/device.h 

#include linux/slab.h 

#include asm/uaccess.h 

#include asm/gpio.h 

#include plat/gpio-cfg.h 


 pcdevp = container_of(inode- i_cdev, struct cdd_cdev, cdev);

 printk("led = %d\n", pcdevp- led);

 //初值1 dec0

 if(!atomic_dec_and_test( (pcdevp- av))){

 printk("cdev is opened ,not allowed open again!\n");

 atomic_inc( (pcdevp- av));

 return -EBUSY;

 if(!(pcdevp- opentimes-- == 1)){

 printk("cdev is already open!\n");

 pcdevp- opentimes++;

 return -EBUSY;

 filp- private_data = pcdevp;

 return 0;

int cdd_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)

 int ret = 0;

 u32 pos = *offset;

 u32 cnt = count;

 struct cdd_cdev *cdevp = filp- private_data;

 //printk("enter cdd_read!\n");

 if(cnt (cdevp- data_len-pos) ){

 cnt = cdevp- data_len - pos;

 ret = copy_to_user(buf, cdevp- kbuf+pos, cnt);

 //printk("kernel kbuf content:%s\n", cdevp- kbuf);

 *offset += cnt;

 return ret;

int cdd_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)

 int ret = 0;

 struct cdd_cdev *cdevp = filp- private_data;

 u32 pos = *offset;

 u32 cnt = count;

 //printk("enter cdd_write!\n");

 if(cnt (BUF_SIZE - pos) ){

 cnt = BUF_SIZE - pos;

 ret = copy_from_user(cdevp- kbuf+pos, buf, cnt);

 *offset += cnt;

 if(*offset cdevp- data_len){

 cdevp- data_len = *offset;

 return ret;

int cdd_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long data)

 //printk("enter cdd_ioctl!\n");

 switch(cmd){

 case 1://点亮灯

 //设置管脚为输出功能

 //参数：1.要设置的管脚编号2.默认的输出值 0低电平1高电平

 gpio_direction_output(led_gpio_table[data], 0);

 //禁止内部上拉

 s3c_gpio_setpull(led_gpio_table[data], SEC_GPIO_PULL_NONE);

 //设置输出值

 gpio_set_value(led_gpio_table[data], 1);

 break;

 case 0://熄灭灯

 //设置管脚为输出功能

 //参数：1.要设置的管脚编号2.默认的输出值 0低电平1高电平

 gpio_direction_output(led_gpio_table[data], 0);

 //禁止内部上拉

 s3c_gpio_setpull(led_gpio_table[data], SEC_GPIO_PULL_NONE);

 //设置输出值

 gpio_set_value(led_gpio_table[data], 0);

 break;

 default:

 return -EINVAL;


 dev = MKDEV(CDD_MAJOR, CDD_MINOR);//生成设备号

 //注册设备号;1、要注册的起始设备号2、连续注册的设备号个数3、名字

 ret = register_chrdev_region(dev, CDD_COUNT, "cdd_demo");

 }else{

 // 动态分配设备号

 ret = alloc_chrdev_region( dev, cdd_minor, CDD_COUNT, "cdd_demo02");

 if(ret 0){

 printk("register_chrdev_region failed!\n");

 goto failure_register_chrdev;

 //获取主设备号

 cdd_major = MAJOR(dev);

 printk("cdd_major = %d\n", cdd_major);

 cdd_cdevp = kzalloc(sizeof(struct cdd_cdev)*CDD_COUNT, GFP_KERNEL);

 if(IS_ERR(cdd_cdevp)){

 printk("kzalloc failed!\n");

 goto failure_kzalloc;

 /*创建设备类*/

 dev_class = class_create(THIS_MODULE, "cdd_class");

 if(IS_ERR(dev_class)){

 printk("class_create failed!\n");

 goto failure_dev_class;

 for(i=0; i CDD_COUNT; i++){

 /*初始化cdev*/

 cdev_init( (cdd_cdevp[i].cdev), cdd_fops);

 /*添加cdev到内核*/

 cdev_add( (cdd_cdevp[i].cdev), dev+i, 1);

 //初始化原子变量

 ATOMIC_SET( (cdd_cdevp[i].av), 1);

 cdd_cdevp[i].opentimes = 1;

 /* “/dev/xxx” */

 device_create(dev_class, NULL, dev+i, NULL, "cdd%d", i);

 cdd_cdevp[i].led = i;

 return 0;

failure_dev_class:

 kfree(cdd_cdevp);

failure_kzalloc:

 unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);

failure_register_chrdev:

 return ret;

void __exit cdd_exit(void)

/*逆序消除*/

 int i = 0;

 for(; i CDD_COUNT; i++){

 device_destroy(dev_class, dev+i);

 cdev_del( (cdd_cdevp[i].cdev));

 //cdev_del( ((cdd_cdevp+i)- cdev));

 class_destroy(dev_class);

 kfree(cdd_cdevp);

 unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);

module_init(cdd_init);

module_exit(cdd_exit);

/**

*Copyright (c) 2013.TianYuan

*All rights reserved.

*文件名称: char_device_driver10_test.c

*文件标识: 测试程序：telnet 连接上板子，执行一次。 板子本身再执行一次

*当前版本：1.0

*作者：wuyq 

*取代版本：xxx

*原作者：xxx

*完成日期：2013-11-29

#include stdio.h 

#include fcntl.h 

#include stdlib.h 

#include string.h 

/*手工创建设备节点文件

mknod /dev/cdd c 248 0

int fd = 0;

char rbuf[100];

char wbuf[100] = "nihao!\n";


嵌入式linux 开发板交流 641395230

原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何线程切换。


  【Linux设备驱动】--0x03字符设备模块-完整的错误处理+全局数据结构放在同一结构体内 

项目中经常会将所用到的所有全局数据结构放到同一个结构体内

struct simple_dev {

 dev_t dev_no;

 struct cdev cdev;

 struct class *class;

 struct device *device;