Linux字符设备驱动编写基本流程
时间：2023-06-02 16:16:41 来源： 人气：
---简介, Linux下的MISC简单字符设备驱动虽然使用简单，但却不灵活。, 只能建立主设备号为10的设备文件。字符设备比较容易理解，同时也能够满足大多数简单的硬件设备,字符设备通过文件系 统中的名字来读取。这些名字就是文件系统中的特殊文件或者称为设备文件、文件系统的简单结点，一般位于/dev/目录下 使用ls进行查看会显示以C开头证明这是字符设备文件crw--w---- 1 root tty 4, 0 4月 14 11:05 tty0。第一个数字是主设备 号，第二个数字是次设备号。, ---分配和释放设备编号, 1)在建立字符设备驱动时首先要获取设备号，为此目的的必要的函数是register_chrdev_region,在linux/fs.h中声明：int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);first是你想要分配的起始设备编号，first的次编号通 常是0，count是你请求的连续设备编号的总数。count如果太大会溢出到下一个主设备号中。name是设备的名字，他会出 现在/proc/devices 和sysfs中。操作成功返回0，如果失败会返回一个负的错误码。, 2)如果明确知道设备号可用那么上一个方法可行，否则我们可以使用内核动态分配的设备号int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,unsigned int count, char *name);dev是个只输出的参数，firstminor请求的第一个要用的次 编号，count和name的作用如上1)对于新驱动，最好的方法是进行动态分配, 3)释放设备号，void unregister_chrdev_region(dev_t first unsigned int count);, ---文件操作file_operations结构体，内部连接了多个设备具体操作函数。该变量内部的函数指针指向驱动程序中的具体操 作，没有对应动作的指针设置为NULL。, 1)fops的第一个成员是struct module *owner 通常都是设置成THIS_MODULE。, linux/module.h中定义的宏。用来在他的操作还在被使用时阻止模块被卸载。, 2)loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);该方法用以改变文件中的当前读/写位置, 返回新位置。, 3)ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);该函数用以从设备文件, 中读取数据，读取成功返回读取的字节数。, 4)ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *,size_t , loff_t *);该函数用以向设备, 写入数据，如果成功返回写入的字节数。, 5)int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);ioctl系统调用提供, 发出设备特定命令的方法。, 6)int (*open) (struct inode *, struct file *);设备文件进行的第一个操作，打开设备文件。, 7)int (*release) (struct inode *， struct file *);释放文件结构函数指针。, 一般初始化该结构体如下：, struct file_operations fops = {, .owner = THIS_MODULE, .llseek = xxx_llseek, .read = xxx_read, .write = xxx_write,, .ioctl = xxx_ioctl, .open = xxx_open, .release = xxx_release };, PS:以上的文件操作函数指针并不是全部，只是介绍了几个常用的操作。, ---文件结构, struct file定义在linux/fs.h中，是设备驱动中第二个最重要的数据结构，此处的file和, 用户空间程序中的FILE指针没有关系。前者位于内核空间，后者位于用户控件。, 文件结构代表一个打开的文件。(他不特定给设备驱动;系统中每个打开的文件, 有一个关联的struct file在内核空间)。它由内核在open时创建，并可以传递给文件件, 操作函数，文件关闭之后，内核释放数据结构。, 1)mode_t f_mode。确定文件读写模式, 2)loff_t f_ops。当前读写位置, 3)unsigned int f_flags 。文件标志，O_RDONLY、O_NONBLOCK，, 4)struct file_operations *f_op。关联文件相关操作, 5)void *private_data。open系统调用设置该指针NULL，指向分配的数据。, 6)struct dentry *f_dentry。关联到文件的目录入口dentry结构。, ---inode结构, inode结构由内核在内部用来表示文件。它和代表打开文件描述符的文件结构是不, 同的。inode结构包含大量关于文件的信息。作为通用规则，这个结构只有两个成, 员对驱动代码有作用。, dev_t i_rdev。对于代表设备文件的节点，这个成员包含实际的设备编号。, struct cdev *i_cdev。内核内部结构，代表字符设备。, ---字符设备注册, 在内核调用你的设备操作前，你编写分配并注册一个或几个struct cdev., struct cdev *my_cdev = cdev_alloc(); my_cdev->ops = &my_fops;, 或者定义成static均可。, 对定义的cdev变量进行初始化，可以使用专门的函数，或者使用如上的方法。, cdev_init( my_cdev, &my_fops); 其实上边的两行代码就是做了这个函数的工作。, 最后告诉内核该cdev。, cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);, /*上述总结，到此关于设备文件相关的结构数据以及如何注册销毁等操作相关的, 函数基本上都已经介绍完毕。主要的还是要设计具体操作的函数来实现具体的, 逻辑操作*/, 以下代码整理、摘录自《Android深度探索HAL与驱动开发-李宁》LED驱动篇, #include, #include, #include, #include, #include, #include, #include, #deifne DEVICE_NAME "s3c6410_leds", #define DEVICE_COUNT 1, #define S3C6410_LEDS_MAJOR 0, #define S3C6410_LEDS_MINOR 234, #define PARAM_SIZE 3, static int major = S3C6410_LEDS_MAJOR;, static int minor = S3C6410_LEDS_MINOR;, static dev_t dev_number;, static int leds_state = 1;, static char *params[] = {"string1","string2","string3"};, static iint param_size = PARAM_SIZE;, static struct class *leds_class = NULL;, static int s3c6410_leds_ioctl (struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg), {, switch (cmd), {, unsigned tmp;, case 0:, case 1:, if (arg > 4), return -EINVAL;, tmp = ioread32 (S3C64XX_GPMDAT);, if (cmd == 1), tmp &= (~(1 << arg));, else, tmp |= (1 << arg);, iowrite32 (tmp, S3C64XX_GPMDAT);, return 0;, default : return -EINVAL;, }, }, static ssize_t s3c6410_leds_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos), {, unsigned tmp = count;, unsigned long i = 0;, memset(mem, 0, 4);, if (count > 4), tmp = 4;, if (copy_from_user (mem, buf, tmp) ), return -EFAULT;, else{, for( i=0; i<4; i++), {, tmp = ioread32(S3C64XX_GPMDAT);, if (mem[i] == 1), tmp &= (~(1 << i));, else, tmp |= (1 << i);, iowrite32(tmp, S3C64XX_GPMDAT);, }, return count;, }, }, static struct file_operations dev_fops =, {.owner = THIS_MODULE, .unlocked_ioctl = s3c6410_leds_ioctl, .write = s3c6410_leds_write};, static struct cdev leds_cdev;, static int leds_create_device(void), {, int ret = 0;, int err = 0;, cdev_init (&leds_cdev, &dev_fops);, leds_cdev.owner = THIS_MODULE;, if (major > 0), {, dev_number = MKDEV(major,minor);, err = register_chrdev_region(dev_number, DEVICE_COUNT, DEVICE_NAME);, if (err < 0), {, printk(KERN_WANRING "register_chrdev_region errorn");, return err, }, }, else{, err = alloc_chrdev_region(&leds_cdev.dev, 10, DEVICE_COUNT, DEVICE_NAME);, if(err < 0), {, printk (KERN_WARNING "alloc_chrdev_region errorn");, return err;, }, major = MAJOR(leds_cdev.dev);, major = MINOR(leds_cdev.dev);, dev_number = leds_cdev.dev;, }, ret = cdev_add(&leds_cdev,dev_number, DEVICE_COUNT);, leds_class = class_create (THIS_MODULE, DEVICE_NAME);, device_create (leds_class, NULL, dev_number, NULL, DEVICE_NAME);, return ret;, }, static void leds_init_gpm(int leds_default){, int tmp = 0;, tmp = ioread32(S3C64XX_GPMCON);, tmp &= (~0xffff);, tmp |= 0x1111;, iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMCON);, tmp = ioread32(S3C64XX_GPMPUD);, tmp &= (~0XFF);, tmp |= 0xaa;, iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMPUD);, tmp = ioread32(S3C64XX_GPMDAT);, tmp &= (~0xf);, tmp |= leds_default;, iowrite32(tmp, S3C64XX_GPMDAT);, }, static leds_init( void), {, int ret;, ret = leds_create_device();, leds_init_gpm (~leds_state);, printk(DEVICE_NAME"tinitializedn");, return ret;, }, static void leds_destroy_device(void), {, device_destroy(leds_class, dev_number);, if(leds_class), class_destroy(leds_class);, unregister_chrdev_region(dev_number, DEVICE_NAME);, }, static void leds_exit(void), {, leds_destroy_device();, printk(DEVICE_NAME"texitn");, }, module_init(leds_init);, module_exit(leds_exit);, module_param(leds_state, int, S_IRUGO|S_IWUSR);, module_param_array(params, charp, ?m_size, S_IRUGO|S_IWUSR);, MODULE_LICENSE("GPL");, MODULE_AUTHOR("lining");,
