linux设备驱动：kset、uevent、class

news2024/11/6 2:59:54

目录

kset：驱动的骨架

kset_create_and_add()函数

设备驱动模型实验2-kobject点灯（加入kset）

kset.c文件

Makefile文件

执行过程

uevent：内核消息的快递包

uevent机制

kobject_uevent()函数

设备驱动模型实验3-kobject点灯（加入kset、uevent）

uevent.c文件

Makefile文件

执行过程

class:设备的大管家

class_create宏（创建一个class）

device_create()函数（在class目录下添加kobject对象）

设备驱动模型实验4-kobject点灯（加入kset、uevent、class）

class_led.c文件

Makefile文件

执行过程

kset：驱动的骨架

kobject的容器，体现设备驱动的层次关系。

kset_create_and_add()函数

函数存放在内核/lib/kobject.c。动态创建一个kset结构体并将其添加到sysfs。

这个函数动态地创建一个kset结构并将其注册到sysfs中。当您完成这个结构时，调用kset_unregister()，当不再使用该结构时，它将被动态释放。如果不能创建kset，则返回NULL。

struct kset *kset_create_and_add(const char *name,
                                 const struct kset_uevent_ops *uevent_ops,
                                 struct kobject *parent_kobj)
{
        struct kset *kset;
        int error;

        kset = kset_create(name, uevent_ops, parent_kobj);
        if (!kset)	return NULL;
			
        error = kset_register(kset);
        if (error) {
                kfree(kset);
                return NULL;
        }
        return kset;
}

设备驱动模型实验2-kobject点灯（加入kset）

kset.c文件

相对于上篇文章的设备驱动模型实验1，本次只是先创建一个kset节点，然后在此节点下创建一个kobject（用于控制LED）。

观察/sys目录下的层次关系；并通过kobject来控制LED，验证我们实现的操作接口是否正常工作。

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kobject.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

/* GPIO虚拟地址映射 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO04;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO04;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;
static void __iomem *GPIO1_DR;

static int foo;
static ssize_t foo_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
{
        return sprintf(buf, "%d\n", foo);
}

static ssize_t foo_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
{
        int ret = kstrtoint(buf, 10, &foo);
        if(ret < 0)     return ret;
        return count;
}

static ssize_t led_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
{
        int var;

        if(strcmp(attr->attr.name, "led") == 0)
                var = 123;

        return sprintf(buf, "%d\n", var);
}

static ssize_t led_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
{
        if(strcmp(attr->attr.name, "led") == 0){
                if(!memcmp(buf, "on", 2)){
                        iowrite32(0<<4, GPIO1_DR);
                }else if(!memcmp(buf, "off", 3)){
                        iowrite32(1<<4, GPIO1_DR);
                }
		}

        return count;
}

static struct kobj_attribute foo_attribute = __ATTR(foo, 0664, foo_show, foo_store);
static struct kobj_attribute led_attribute = __ATTR(led, 0664, led_show, led_store);

static struct attribute *attrs[] = {
        &foo_attribute.attr,
        &led_attribute.attr,
        NULL, /* need to NULL terminate the list of attributes */
};

static struct attribute_group attr_group = {
        .attrs = attrs,
};

static struct kset *example_kset;
static struct kobject *led_kobj;

static int __init led_init(void){
        int retval;

        /* GPIO相关寄存器操作 */
        IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(0x20c406c, 4);
        SW_MUX_GPIO1_IO04 = ioremap(0x20e006c, 4);
        SW_PAD_GPIO1_IO04 = ioremap(0x20e02f8, 4);
        GPIO1_GDIR = ioremap(0x0209c004, 4);
        GPIO1_DR = ioremap(0x0209c000, 4);

        /* 使能GPIO1时钟 */
        iowrite32(0xffffffff, IMX6U_CCM_CCGR1);

        /* 设置GPIO1_IO04复用为普通GPIO */
        iowrite32(5, SW_MUX_GPIO1_IO04);

        /* 设置GPIO属性 */
		iowrite32(0x10b0, SW_PAD_GPIO1_IO04);

        /* 设置GPIO1_IO04为输出功能 */
        iowrite32(1<<4, GPIO1_GDIR);

        /* LED输出高电平 */
        iowrite32(1<<4, GPIO1_DR);

        /* 创建一个kset对象 */
        example_kset = kset_create_and_add("kset_example", NULL, NULL);
        if(!example_kset)       return -ENOMEM;

        /* 创建一个kobject对象 */
        led_kobj = kobject_create_and_add("led_kobject", &example_kset->kobj);
        if(!led_kobj)           return -ENOMEM;

        /* 为kobject设置属性文件 */
        retval = sysfs_create_group(led_kobj, &attr_group);
        if(retval)
                kobject_put(led_kobj);

        return 0;
}

static void __exit led_exit(void){
        /* 取消映射 */
        iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
        iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO04);
        iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO04);
        iounmap(GPIO1_GDIR);
        iounmap(GPIO1_DR);

        /* 注销字符设备驱动 */
        kobject_put(led_kobj);
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

Makefile文件

照旧

执行过程

虚拟机：执行make和make copy。生成.ko文件。

开发板（在挂载目录下执行）：

sudo insmod kset.ko

查看/sys/文件夹，存在kset_example的目录项。 

查看/sys/kset_example文件夹，存在led_kobject的目录项。 

查看/sys/kset_example/led_kobject目录下的的属性文件。

然后就是echo和cat命令的使用。

sudo rmmod kset_led

uevent：内核消息的快递包

uevent机制

kobject对象可以通过uevent机制向用户空间发送消息。

kobject_uevent：内核消息发送接口。（广播方式发送）

NETLINK：特殊的网络通信，本地主机使用。（传统做法是内核执行hotplug程序进行消息通知，效率低、不优雅）

udev/mdev：用户空间守护进程，监听广播信息。（默认开机启动，systemd）（udevadm monitor：打印uevent事件）

kobject_uevent()函数

int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action)
{
	return kobject_uevent_env(kobj, action, NULL);
}

设备驱动模型实验3-kobject点灯（加入kset、uevent）

uevent.c文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kobject.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

/* GPIO虚拟地址映射 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO04;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO04;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;
static void __iomem *GPIO1_DR;

static int foo;
static ssize_t foo_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
{
        return sprintf(buf, "%d\n", foo);
}

static ssize_t foo_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
{
        int ret = kstrtoint(buf, 10, &foo);
        if(ret < 0)     return ret;
        return count;
}

static ssize_t led_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf)
{
        int var;

        if(strcmp(attr->attr.name, "led") == 0)
                var = 123;

        return sprintf(buf, "%d\n", var);
}

static ssize_t led_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
{
        if(strcmp(attr->attr.name, "led") == 0){
                if(!memcmp(buf, "on", 2)){
                        iowrite32(0<<4, GPIO1_DR);
                }else if(!memcmp(buf, "off", 3)){
                        iowrite32(1<<4, GPIO1_DR);
                }
		}

        return count;
}

static struct kobj_attribute foo_attribute = __ATTR(foo, 0664, foo_show, foo_store);
static struct kobj_attribute led_attribute = __ATTR(led, 0664, led_show, led_store);

static struct attribute *attrs[] = {
        &foo_attribute.attr,
        &led_attribute.attr,
        NULL, /* need to NULL terminate the list of attributes */
};

static struct attribute_group attr_group = {
        .attrs = attrs,
};

static struct kset *example_kset;
static struct kobject *led_kobj;

static int __init led_init(void){
        int retval;

        /* GPIO相关寄存器操作 */
        IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(0x20c406c, 4);
        SW_MUX_GPIO1_IO04 = ioremap(0x20e006c, 4);
        SW_PAD_GPIO1_IO04 = ioremap(0x20e02f8, 4);
        GPIO1_GDIR = ioremap(0x0209c004, 4);
        GPIO1_DR = ioremap(0x0209c000, 4);

        /* 使能GPIO1时钟 */
        iowrite32(0xffffffff, IMX6U_CCM_CCGR1);

		/* 设置GPIO1_IO04复用为普通GPIO */
        iowrite32(5, SW_MUX_GPIO1_IO04);

        /* 设置GPIO属性 */
        iowrite32(0x10b0, SW_PAD_GPIO1_IO04);

        /* 设置GPIO1_IO04为输出功能 */
        iowrite32(1<<4, GPIO1_GDIR);

        /* LED输出高电平 */
        iowrite32(1<<4, GPIO1_DR);

        /* 创建一个kset对象 */
        example_kset = kset_create_and_add("kset_example", NULL, NULL);
        if(!example_kset)       return -ENOMEM;

        /* 创建一个kobject对象 */
        led_kobj = kobject_create_and_add("led_kobject", &example_kset->kobj);
        led_kobj->kset = example_kset;
        if(!led_kobj)           return -ENOMEM;

        /* 为kobject设置属性文件 */
        retval = sysfs_create_group(led_kobj, &attr_group);
        if(retval)
                kobject_put(led_kobj);

        /* 让此kobject发送一个KOBJ_ADD事件
         * 注意一定要设置此kobject的kset，不能让其kset为空
         * 否则kobject_uevent提前判断异常退出*/
        kobject_uevent(led_kobj, KOBJ_ADD);


        return 0;
}

static void __exit led_exit(void){
        /* 取消映射 */
        iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
        iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO04);
        iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO04);
        iounmap(GPIO1_GDIR);
        iounmap(GPIO1_DR);

		/* 注销字符设备驱动 */
        kobject_put(led_kobj);
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

Makefile文件

照旧

执行过程

虚拟机：执行make和make copy。生成.ko文件。

开发板（在挂载目录下执行）：

udevadm monitor &（&表示指定放到后台运行，打印uevent事件）

sudo insmod kset.ko

sudo rmmod kset_led

class:设备的大管家

硬件设备分类管理

与udev协作，自动创建设备文件（手动是mknod命令） 

 

classes_init()：在系统启动时在 sysfs根目录 /sys 下创建 /class 。
class_create()：在 /sys/class 目录下创建子目录。/sys/class/xxx 代表某一类设备。
device_create()：进一步创建 /sys/class/xxx/yyy， 不只创建了 yyy 目录项，也为 yyy 创建了属性文件，此属性文件记录了这个硬件设备的的设备号。
kobject_uevent()：发送驱动添加的消息给用户空间 udev守护进程。udev守护进程收到这个消息后根据 /sys/class/xxx/yyy 的设备号属性文件，并调用 mknod() 函数在 /dev 目录下创建同名文件 /dev/yyy 。

class_create宏（创建一个class）

存放在内核/include/linux/device.h。

/* owner：一般设置为THIS_MODULE
 * name：kobject对象的名称
 */
#define class_create(owner, name)               \
({                                              \
        static struct lock_class_key __key;     \
        __class_create(owner, name, &__key);    \
})

device_create()函数（在class目录下添加kobject对象）

存放在内核/include/linux/device.h。

struct device *device_create(struct class *class, 
								struct device *parent,
			    				dev_t devt, 
			    				void *drvdata, 
			    				const char *fmt, ...) 
/* 这个可变参数也是用来设置 kobject 的名字，此函数也要创建新的kobject */

class：前一步调用 class_create 宏 新构建的class。
parent：struct device 也继承了一个kobject，在此设置新kobject对象的上一层节点，一般为NULL。
dev_t：传入属性文件记录的设备号。
drvdata：私有数据，一般为NULL。
fmt：变参参数，一般用来设置kobject对象的名字。

设备驱动模型实验4-kobject点灯（加入kset、uevent、class）

class_led.c文件

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

#define DEV_MAJOR               0               /* 动态申请主设备号 */
#define DEV_NAME                "red_led"       /*led设备名字 */

/* GPIO虚拟地址指针 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;

static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
        return 0;
}

static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
        return -EFAULT;
}

static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{

        unsigned char databuf[10];

        if(cnt >10)	cnt =10;

		/*从用户空间拷贝数据到内核空间*/
		if(copy_from_user(databuf, buf, cnt)){
                return -EIO;
        }

        if(!memcmp(databuf,"on",2)) {
                iowrite32(0 << 3, GPIO1_DR);
        } else if(!memcmp(databuf,"off",3)) {
                iowrite32(1 << 3, GPIO1_DR);
        }
        /*写成功后，返回写入的字数*/
		return cnt;
}

static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
        return 0;
}

/* 自定义led的file_operations 接口*/
static struct file_operations led_fops = {
        .owner = THIS_MODULE,
        .open = led_open,
        .read = led_read,
        .write = led_write,
        .release =      led_release,
};

int major = 0;
struct class *class_led;
static int __init led_init(void)
{

        /* GPIO相关寄存器映射 */
        IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(0x20c406c, 4);
        SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(0x20e006c, 4);
        SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(0x20e02f8, 4);
        GPIO1_GDIR = ioremap(0x0209c004, 4);
        GPIO1_DR = ioremap(0x0209c000, 4);

        /* 使能GPIO1时钟 */
        iowrite32(0xffffffff, IMX6U_CCM_CCGR1);

        /* 设置GPIO1_IO04复用为普通GPIO*/
        iowrite32(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);

		/*设置GPIO属性*/
        iowrite32(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);

        /* 设置GPIO1_IO03为输出功能 */
        iowrite32(1 << 3, GPIO1_GDIR);

        /* LED输出高电平 */
        iowrite32(1<< 3, GPIO1_DR);

		/* 注册字符设备驱动，此函数返回的是主设备号 */
        major = register_chrdev(DEV_MAJOR, DEV_NAME, &led_fops);
		printk(KERN_ALERT "led major:%d\n",major);

        /* 创建/sys/class/xxx目录项 */
        class_led = class_create(THIS_MODULE, "xxx");

        /* 创建/sys/class/xxx/my_led目录项，并在此目录下生成dev属性文件，
         * 此属性文件记录传进去的设备号。
         * 此函数内部还会调用 kobject_uevent 函数
         */
        device_create(class_led, NULL, MKDEV(major, 0), NULL,"my_led");

        return 0;
}

static void __exit led_exit(void)
{
        /* 取消映射 */
        iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
        iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
        iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
        iounmap(GPIO1_DR);
        iounmap(GPIO1_GDIR);

        /* 注销字符设备驱动 */
        unregister_chrdev(major, DEV_NAME);

        /*销毁/sys/class/xxx/my_led目录项*/
        device_destroy(class_led, MKDEV(major, 0));

        /*销毁/sys/class/xxx目录项*/
        class_destroy(class_led);
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led_module");
MODULE_ALIAS("led_module");

Makefile文件

照旧

执行过程

虚拟机：执行make和make copy。生成.ko文件。

开发板（在挂载目录下执行）：

 

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记录每日LeetCode 2236. 判断根结点是否等于子结点之和 Java实现

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题目描述&#xff1a; 给你一个 二叉树 的根结点 root&#xff0c;该二叉树由恰好 3 个结点组成&#xff1a;根结点、左子结点和右子结点。 如果根结点值等于两个子结点值之和&#xff0c;返回 true &#xff0c;否则返回 false 。 初始代码&#xff1a; /*** Definition f…
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Cpp学习——类与对象3

Cpp学习——类与对象3

目录 一&#xff0c;初始化列表 1.初始化列表的使用 2.初始化列表的特点 3.必须要使用初始化列表的场景 二&#xff0c;单参数构造函数的隐式类型转换 1.内置类型的隐式类型转换 2. 自定义类型的隐式类型转换 3.多参数构造函数的隐式类型转换 4.当你不想要发生隐式类型转换…
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7-7 找最小的字符串

7-7 找最小的字符串

分数 15 全屏浏览题目 切换布局 作者 张泳 单位 浙大城市学院 本题要求编写程序&#xff0c;针对输入的N个字符串&#xff0c;输出其中最小的字符串。 输入格式&#xff1a; 输入第一行给出正整数N&#xff1b;随后N行&#xff0c;每行给出一个长度小于80的非空字符串&…
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js 中的原型

js 中的原型

JavaScript规定&#xff0c;每一个构造函数都有一个prototype属性&#xff0c;指向另一个对象&#xff0c;所以我们也称为原型对象。这个对象可以挂载函数&#xff0c;对象实例化不会多次创建原型上函数&#xff0c;节约内存。我们可以把那些不变的方法&#xff0c;直接定义在p…
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NPM 为自己创建的组织付费

NPM 为自己创建的组织付费

目录 1、升级为付费组织计划 2、查看、下载和通过电子邮件发送组织的收据 2.1 查看数据 3、更新组织账单设置 3.1 更新信用卡信息 3.2 更新帐单收据电子邮件和额外收据信息 4、降级为免费组织 1、升级为付费组织计划 作为组织所有者&#xff0c;您可以将免费组织计划升级…
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智能监控系统的守护者：人工智能行为识别技术的崛起与发展

智能监控系统的守护者：人工智能行为识别技术的崛起与发展

人工智能助力监控系统&#xff1a;行为识别在安全监控中的应用与挑战 摘要&#xff1a; 随着人工智能技术的快速发展&#xff0c;行为识别在监控系统中的应用逐渐成为安全监控领域的重要工具。本文将详细探讨人工智能行为识别技术在监控系统中的应用&#xff0c;以及在实际应用…
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Tween.js动画函数使用demo

Tween.js动画函数使用demo

案例&#xff1a; 小球的运动数字的自增 demo <!DOCTYPE html> <html lang"en"><head><meta charset"UTF-8" /><meta name"viewport" content"widthdevice-width, initial-scale1.0" /><title&g…
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AI 绘画Stable Diffusion 研究（十三）SD数字人制作工具SadTlaker使用教程

AI 绘画Stable Diffusion 研究（十三）SD数字人制作工具SadTlaker使用教程

免责声明: 本案例所用安装包免费提供&#xff0c;无任何盈利目的。 大家好&#xff0c;我是风雨无阻。 想必大家经常看到&#xff0c;无论是在产品营销还是品牌推广时&#xff0c;很多人经常以数字人的方式来为自己创造财富。而市面上的数字人收费都比较昂贵&#xff0c;少则几…
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spring事件监听event(默认的mq)

spring事件监听event(默认的mq)

文章目录 前言一、event是什么&#xff1f;二、使用步骤1.事件2.事件监听3.发布事件 三、测试结果总结 前言 项目中的业务难免是相互关联的,但是代码中我们应该尽量做到低耦合,常见的做法就是引入mq来作为松耦合的一种手段; 其实最常见的解耦和就是接口了,MVC直接通过接口(约定…
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反弹shell bash -i命令

反弹shell bash -i命令

目录 0x01 什么是反弹shell&#xff1f;   0x02 命令拆分详解   0x03 文件描述符   0x04 shell 输入/输出重定向   0x05 输入输出结合获得shell 什么是反弹shell&#xff1f; 假设有两台主机 A(控制端) B(被控端) 正向shell&#xff0c;就是ssh、Telnet的连接&#xf…
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YOLOv5源码中的参数超详细解析（4）— 推理部分detect.py

YOLOv5源码中的参数超详细解析（4）— 推理部分detect.py

前言&#xff1a;Hello大家好&#xff0c;我是小哥谈。YOLOv5是一种先进的目标检测算法&#xff0c;它可以实现快速和准确的目标检测。detect.py是YOLOv5项目目录结构中的一个重要的脚本文件&#xff0c;它用于执行目标检测任务&#xff0c;可以通过命令行参数指定要检测的图像…
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【三维重建】Factor Fields: 超越神经场的统一框架

【三维重建】Factor Fields: 超越神经场的统一框架

论文&#xff1a;Factor Fields: A Unified Framework for Neural Fields and Beyond 文章&#xff1a;https://arxiv.org/abs/2302.01226 项目&#xff1a;https://apchenstu.github.io/FactorFields/ 文章目录 摘要一、前言二、Factor Fields2.1.字典场&#xff08;DiF&#…
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二级MySQL（三）——数据库的增删改查

二级MySQL（三）——数据库的增删改查

创建一个新的数据库&#xff1a; CREATE DATABASE db_school DEFAULT CHARACTER SET GB2312 DEFAULT COLLATE GB2312_chinese_ci&#xff1b; 查找创建的数据库&#xff08;全部&#xff09;&#xff1a; 其他的是SQL自带的数据库 查阅我们自己创建的字符集以及对应的字符集…
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Qt 实现 360 安全卫士

Qt 实现 360 安全卫士

作者&#xff1a; 一去、二三里 个人微信号&#xff1a; iwaleon 微信公众号&#xff1a; 高效程序员 回想起来&#xff0c;这也算是一个有故事的代码。虽然时间比较久远&#xff0c;但还是记忆犹新。 那就简单说说吧&#xff0c;也不枉费当年的一片心血&#xff01; 说说我的…
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