c - 我需要帮助来理解以下用C编写的内核模块。

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作为一项任务，我需要完成以下C代码才能生成能够充当内存的内核模块，但是从其编写方式上，我无法理解其工作原理以及为什么不使用而是仅声明许多变量。我已经尝试过查看他们给我的教学材料，这更加令人困惑，而且我在网上找不到一个很好的网站来找到有关这些功能的文档。

代码如下：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>

#define DEVICE_NAME             "my_device"
#define MAJOR_DEVICE_NUMBER     60
#define MINOR_DEVICE_NUMBER     0
#define BUF_LEN                 1024

static char msg[BUF_LEN];
static char *msg_ptr; // I'm pretty sure this should become msg_reading_offset
static int major;

MODULE_AUTHOR("<YOUR NAME>");
MODULE_LICENSE("GPL");

static ssize_t my_read (
    struct file *filp, char __user *buf,
    size_t length, loff_t *offset);
static ssize_t my_write (
    struct file *filp, const char __user *buf,
    size_t length, loff_t *offset);
static int my_open (struct inode *inode,
    struct file *filp);
static int my_close (struct inode *inode,
    struct file *filp);
static int __init my_init (void);
static void __exit my_cleanup (void);
static struct file_operations fops = {
    .read = my_read,
    .write = my_write,
    .open = my_open,
    .release = my_close,
};

// I need to implement this function
static int my_open (struct inode *inode,
   struct file *filp)
{
    return 0;
}
// and this function
static int my_close (struct inode *inode,
    struct file *filp)
{
    return 0;
}

static ssize_t my_read (
    struct file *filp, char __user *buf,
    size_t length, loff_t *offset)
{
   int nc = 0;
   // if no more "valid" bytes can be read, stop
   if (*msg_reading_offset == 0) return 0;
   // no-negative values allowed
   if (length < 0)
      return -EINVAL;
   // read the whole msg, nothing more
   if (length > strlen(msg)) {
       length = strlen(msg);
   }
   nc = copy_to_user(buf, msg_reading_offset, length);
   /*
   updates the current reading offset pointer so that a
   recursive call due to not original
   full length will get a 0 (nothing to read)
   */
   msg_reading_offset += sizeof(char) * (length-nc);
   // returns the number of REAL bytes read.
   return length - nc;
}

static ssize_t my_write (
    struct file *filp, const char __user *buf,
    size_t length, loff_t *offset)
{
   int nc = 0;
   if (length > BUF_LEN)
      return BUF_LEN-length;
   nc = copy_from_user(msg,buf,length);
   msg_ptr = msg;
   return length - nc;
}

static int __init my_init (void)
{
   register_chrdev (MAJOR_DEVICE_NUMBER,
      DEVICE_NAME,
      &fops);

}
module_init(my_init);
static void __exit my_cleanup (void)
{
   unregister_chrdev (major, DEVICE_NAME);
}
module_exit(my_cleanup);

目前，这些是我最大的问题：


* inode，* filp变量都在哪里？我应该使用它们吗？
这个程序如何运作？我知道我需要使用我提供的makefile对其进行编译，但是我应该如何访问这些功能？
这是应该由内核执行的真实程序，还是仅仅是我应该在另一个C程序中使用的功能的集合？


如果问题看起来很愚蠢，我很抱歉，但是我茫然不知该如何处理这个问题。

最佳答案

您的Q有点宽，但我会尽力给您一些提示。


  * inode，* filp变量都在哪里？我应该使用它们吗？


首先阅读有关如何实现典型字符设备的示例，例如here。


  这个程序如何运作？我知道我需要使用我提供的makefile对其进行编译，但是我应该如何访问这些功能？
  
  这是应该由内核执行的真实程序，还是仅仅是我应该在另一个C程序中使用的功能的集合？


这不是正常的可执行程序。在编写内核模块时，您正在扩展内核功能。您通常需要通过insmod告诉内核。例如。，

insmod chardev.ko

然后创建相应的字符设备：

mknod /dev/chardev c 60 0    # 60 being your MAJOR_DEVICE_NUMBER

然后，您可以创建自己的程序以read和write到字符设备。或者，您可以使用现有的用户空间工具：

echo "12345678" > /dev/chardev    # write to the device

和，

cat /dev/chardev    # read from the device