Linux系统串口上网的简单实现（上） （4）

操作int device_open(struct inode *inode,struct file *file)是设备节点上的第一个操作，如果多个设备共享这一个操作函数，必须区分设备的设备号。我们使用inode->i_rdev >> 8 语句获得设备的主设备号，本文中的接收设备主设备号是200，发送设备号是201。每个字符设备的file>private_data指向打开设备时候使用的file结构，private_data实际上可以指向用户定义的任何结构，这里只指向我们自己定义的struct ed_device，用来保存字符设备的一些基本信息，比如设备名、内核缓存区等。

操作ssize_t device_read(struct file *file,char *buffer,size_t length, loff_t *offset)是读取设备数据的操作。device_read()结构如图4所示。

从设备中读取数据（用户空间调用read()系统调用）的时候，需要从内核空间把数据拷贝到用户空间，copy_to_user()可完成此功能，它和 memcpy()此类函数有本质的区别，memcpy()不能完成不同用户空间数据的交换。如果需要数据临界区的保护，使用spin_lock()内核 API负责加锁，spin_unlock()负责解锁，防止数据污染。由于串口守候进程server需要不断轮询设备，以查询是否有数据可读，如果用户进程不处于休眠状态，在用户空间查看进程使用资源情况，发现server占用了很多CPU资源。所以我们改进device_read()，使之在内核中轮询，当发现当前设备没有数据可读取，那么就阻塞用户进程，使用内核API add_wait_queue()可完成此功能，这时候用户进程并没有占用很多CPU资源，而是处于休眠状态。当内核发现有数据可读的时候，调用 remove_wait_queue()即可唤醒等待进程，这段

代码如下：

DECLARE_WAITQUEUE(wait,current);
    add_wait_queue(&edp->rwait,&wait);
    for(;;){        
        set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
        if ( file->f_flags & O_NONBLOCK)
            break;
        /*其他代码 */
        if ( signal_pending(current))
            break;
        schedule();
    }
    set_current_state(TASK_RUNNING);
remove_wait_queue(&edp->rwait,&wait);

操作ssize_t device_write(struct file *file,const char *buffer, size_t length,loff_t *offset)向设备写入数据。拷贝数据的copy_from_user()和copy_to_user()的功能恰恰相反，它是从用户空间拷贝数据到内核空间，如图5所示。