Char驱动程序Linux: file_operations读写的正确实现是什么？需要做什么偏移检查？

Question

我正试着读和写给一个司机。当我使用C程序打开设备文件并进行读写时，它会产生SEG错误。当我在设备文件中使用cat时，它会进入无限循环。

1)我遗漏了什么，在file_operations中读写的正确实现是什么？

2)在原型读写中我知道：read(struct file *fp, char *ch, size_t count, loff_t *lofft)计数指的是读/写请求的字节数。但是，使用的最后一个参数偏移量是什么，需要对偏移量进行哪些检查？

3)对于像cat /dev/chardriver这样的多个读取调用，每次读取时是否会增加偏移量？就像count=100的第一次读取呼叫偏移量从1到100一样，在下一次读取呼叫中，偏移量会从101偏移吗？还是会从任何随机数中消失？

这是我的代码：

    #include <linux/module.h>
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/fs.h>
    #include <linux/cdev.h>
    #include <linux/device.h>
    #include <linux/uaccess.h>

    static int device_open(struct inode *, struct file *);
    static int device_release(struct inode *, struct file *);
    static ssize_t device_read(struct file *, char *, size_t, loff_t *);
    static ssize_t device_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t *);
    char kernelbuff[1024];

    MODULE_LICENSE("GPL");

    struct file_operations fops = {
    .read = device_read,
    .write = device_write,
    .open = device_open,
    .release = device_release
    };


    int device_open(struct inode *inode, struct file *fp)
    {
    printk("device_open called");
    return 0;
    }

    static int device_release(struct inode *inode, struct file *fp)
    {
    printk("device_release called");
    return 0;
    }

    static ssize_t device_read(struct file *fp, char *ch, size_t sz, loff_t *lofft)
    {
    printk("device_read called");      
    copy_to_user(ch, kernelbuff, 1024);
    return sz;
    }

    static ssize_t device_write(struct file *fp, const char *ch, size_t sz, loff_t *lofft)
    {
    printk("device_write called");
    copy_from_user(kernelbuff, ch, 50);
    return 1024;
    }

    static int hello_init(void)
    {
      printk("basicchardriver: module initialized");
      register_chrdev(500, "chr_device", &fops);
      return 0;
    }

    static void hello_exit(void)
    {
      printk("basicchardriver: module exited");
      unregister_chrdev(500, "chr_device");
    }

    module_init(hello_init);
    module_exit(hello_exit);
 }

测试：

sudo mknod -m 666 /dev/chardev c 500 0
echo "Hello World" >> /dev/chardev    ===> Works fine
cat /dev/chardev     ===> Goes to infinite loop

如果我使用C程序调用驱动程序，就会产生SEG错误：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
  int fd;
  char buff[500];

  fd = open("/dev/chardev", O_RDWR);
  write(fd, "Hello World", 13);

  read(fd, buff, 500);
  printf("Reading data from kernel: \t");
  puts(buff);

  return 0;
}

raj@raj-VirtualBox:~/device-driver/chardriver/read-write$ ./a.out
Reading data from kernel: Hello World
*** stack smashing detected ***: <unknown> terminated
Aborted (core dumped)

Answer 1

我想我的问题得到了正确的答案：(专家们可以随意添加您自己的答案，/modify)

下面是正确的阅读方式：

static ssize_t device_read(struct file *fp, char *ch, size_t sz, loff_t *lofft)
{
        printk("device_read called");
        if (*lofft > 1024 || sz > 1024) 
        {
          return -EFBIF; // return 0 also works
        }
        if ((*lofft+sz) > 1024)
        {
           sz = 1024 - *lofft;
        }

        copy_to_user(ch, kernelbuff + *lofft, sz);
        *lofft+=sz;
        return sz;
}

(编写操作代码如下)。

偏移量的答案可以从这里引用：Understanding loff_t *offp for file_operations

关于抵消的一些重要问题：

1. 因此，是的，每个连续读取调用的偏移量需要在read函数中进行调整。下一次读取偏移量应从count_of_no_of_bytes_read_in_last_function_call
2. Read + last_offset开始，如果偏移量超过内核缓冲区大小，则应返回0。

编辑:读取所需的有效检查可以在此链接中引用(由@Tsyvarev建议)：Error checking in a '.read' function in kernel module

编辑:添加改进版本的写函数

static ssize_t device_write(struct file *fp, const char *ch, size_t sz, loff_t *lofft)
{
        printk("device_write called");
        if (((*lofft) > sizeof(kernelbuff)) || (sz > sizeof(kernelbuff)))
        {
        printk("Error: Allocating more than kernel buffer size"); // pr_err( ) can also be used as pointed by @KamilCuk
        return -EFBIG;
        }
        if ((*lofft + sz) > sizeof(kernelbuff))
        {
        printk("Error: Allocating more than kernel buffer size");
        return -EFBIG;
        }

        copy_from_user(kernelbuff + *lofft, ch, sz);
        *lofft+=sz;
        return sz;
}