Linux字符设备驱动程序培训教材课件(PPT42页)
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Linux字符设备驱动程序
Linux驱动程序的分类
字符设备驱动：用于驱动能够像字节流（文件）一样被访问 的设备。应用程序通常可以利用open、close、read、write 等系统调用访问字符设备驱动。
块设备驱动：块设备和字符设备只在系统内核内部的管理上 有所区别。应用程序对于字符设备的每一个I/O操作都会被 内核直接传递给对应的驱动程序；而应用程序对于块设备的 操作要经过虚拟文件系统（VFS）和缓冲区管理系统间接地 传递给驱动程序处理。
Linux字符设备驱动程序培训教材(PPT 42页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
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主设备号与次设备号
释放设备号
void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);
struct list_head list; dev_t dev;
/*设备号*/
unsigned int count;
};
cdev的kobj、 list 、 count字段不用我们关系和维护（内核代 劳），我们只需将其ops字段指向为我们自己的file operations 结构。
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网络设备驱动：应用程序必须利用套接字(socket)接口访问 网络设备。
网络设备驱动程序
字符设备驱动程序基本结构
字符设备开发的基本步骤
确定主设备号和次设备号 实现字符驱动程序
实现file_operations结构体 构造字符设备结构体cdev 在模块加载函数中注册字符设备 在模块卸载函数中注销字符设备
所请求的连续设 备编号的个数
和该编号范围关 联的设备名称
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通常在模块的清 除函数中调用。
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将主设备号和次设备号转换成dev_t类型： MKDEV(int major，int minor)；
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应用程序如何访问设备
fd1 = open(“/dev/ttyS1”, O_RDWR); // 阻塞 fd2 = open(“/dev/ttyS1”, O_RDWR | O_NONBLOCK); // 非阻塞 int read(int fd, const void *buf, size_t length); int write(int fd, const void *buf, size_t length); int lseek(int fd, offset_t offset, int whence); int ioctl( int fd, int cmd, void *arg); int close(int fd);
记录字符设备的结构体cdev
实现字符驱动程序
cdev 结构体
struct cdev
{
struct kobject kobj;
/* 内嵌的kobject 对象 */
struct module *owner; /*所属模块*/
struct file_operations *ops; /*文件操作结构体*/
主设备号与次设备号
Байду номын сангаас
分配主设备号
手工分配主设备号：找一个内核没有使用的主设备号来使用。
#include <linux/fs.h> int register_chrdev_region( dev_t first, unsigned int count, char *name )；
要分配的设备编 号范围的起始值， 次设备号经常为0
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设备号的内部表达
设备编号的内部表达
dev_t类型(32位）： 用来保存设备编号(包括主设备号(12位)和次设备 号(20位))
从dev_t获得主设备号和次设备号： MAJOR(dev_t); MINOR(dev_t);
主设备号与次设备号
动态分配主设备号：
输出的设备号 #include <linux/fs.h> int alloc_chrdev_resion(dev_t *dev，unsigned int firstminor，
unsigned int count，char *name)； 要使用的被请求的 第一个次设备号
创建设备文件节点
设备文件与设备号
为了体现“一切都是文件”的设计思想，linux将每个已安装 的设备都表示为一个设备文件。
设备文件通常位于/dev子目录。 对于字符设备，应用程序可以利用open、close、read、
write等系统调用访问其设备文件，这些I/O操作都被直接传递 给该设备文件所对应的设备。 每个设备文件中都存储了该设备的“主设备号”和“次设备 号”。 一般由同一个内核模块管理的多个设备占用同一个主设备号， 具体设备用次设备号标识。 用mknod filename c major minor命令创建设备文件 用rm filename命令删除设备文件。注意删除设备文件并不会 影响驱动模块。
Linux驱动程序的分类
字符设备驱动：用于驱动能够像字节流（文件）一样被访问 的设备。应用程序通常可以利用open、close、read、write 等系统调用访问字符设备驱动。
块设备驱动：块设备和字符设备只在系统内核内部的管理上 有所区别。应用程序对于字符设备的每一个I/O操作都会被 内核直接传递给对应的驱动程序；而应用程序对于块设备的 操作要经过虚拟文件系统（VFS）和缓冲区管理系统间接地 传递给驱动程序处理。
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主设备号与次设备号
释放设备号
void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);
struct list_head list; dev_t dev;
/*设备号*/
unsigned int count;
};
cdev的kobj、 list 、 count字段不用我们关系和维护（内核代 劳），我们只需将其ops字段指向为我们自己的file operations 结构。
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网络设备驱动：应用程序必须利用套接字(socket)接口访问 网络设备。
网络设备驱动程序
字符设备驱动程序基本结构
字符设备开发的基本步骤
确定主设备号和次设备号 实现字符驱动程序
实现file_operations结构体 构造字符设备结构体cdev 在模块加载函数中注册字符设备 在模块卸载函数中注销字符设备
所请求的连续设 备编号的个数
和该编号范围关 联的设备名称
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通常在模块的清 除函数中调用。
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将主设备号和次设备号转换成dev_t类型： MKDEV(int major，int minor)；
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应用程序如何访问设备
fd1 = open(“/dev/ttyS1”, O_RDWR); // 阻塞 fd2 = open(“/dev/ttyS1”, O_RDWR | O_NONBLOCK); // 非阻塞 int read(int fd, const void *buf, size_t length); int write(int fd, const void *buf, size_t length); int lseek(int fd, offset_t offset, int whence); int ioctl( int fd, int cmd, void *arg); int close(int fd);
记录字符设备的结构体cdev
实现字符驱动程序
cdev 结构体
struct cdev
{
struct kobject kobj;
/* 内嵌的kobject 对象 */
struct module *owner; /*所属模块*/
struct file_operations *ops; /*文件操作结构体*/
主设备号与次设备号
Байду номын сангаас
分配主设备号
手工分配主设备号：找一个内核没有使用的主设备号来使用。
#include <linux/fs.h> int register_chrdev_region( dev_t first, unsigned int count, char *name )；
要分配的设备编 号范围的起始值， 次设备号经常为0
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设备号的内部表达
设备编号的内部表达
dev_t类型(32位）： 用来保存设备编号(包括主设备号(12位)和次设备 号(20位))
从dev_t获得主设备号和次设备号： MAJOR(dev_t); MINOR(dev_t);
主设备号与次设备号
动态分配主设备号：
输出的设备号 #include <linux/fs.h> int alloc_chrdev_resion(dev_t *dev，unsigned int firstminor，
unsigned int count，char *name)； 要使用的被请求的 第一个次设备号
创建设备文件节点
设备文件与设备号
为了体现“一切都是文件”的设计思想，linux将每个已安装 的设备都表示为一个设备文件。
设备文件通常位于/dev子目录。 对于字符设备，应用程序可以利用open、close、read、
write等系统调用访问其设备文件，这些I/O操作都被直接传递 给该设备文件所对应的设备。 每个设备文件中都存储了该设备的“主设备号”和“次设备 号”。 一般由同一个内核模块管理的多个设备占用同一个主设备号， 具体设备用次设备号标识。 用mknod filename c major minor命令创建设备文件 用rm filename命令删除设备文件。注意删除设备文件并不会 影响驱动模块。