LINUX字符设备驱动编写基本流程

---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 3static 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));elsetmp |= (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));elsetmp |= (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_NAMEtinitializedn);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_NAMEtexitn);}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);。