11-4~6 字符设备驱动开发

一、字符驱动初步认识 (2)

（一）字符设备驱动框架 (2)

（二）主设备号 (2)

（三）创建设备节点： (4)

1．手动创建 (4)

2．自动创建（通过udev/mdev机制） (4)

（四）应用程序与驱动的交互 (5)

1．驱动中实现文件io操作接口： (5)

2．调用IO接口 (7)

3．应用程序需要传递数据给驱动 (8)

4．控制外设 (9)

二、字符设备驱动开发 (10)

（一）应用程序和驱动扮演的是什么角色 (10)

（二）步骤： (10)

1．实现模块加载和卸载入口函数 (10)

2．在模块加载入口函数中 (10)

（三）规范： (11)

1．面向对象编程思想 (11)

（四）做出错处理 (12)

（五）操作寄存器地址到方式： (12)

三、 Day4作业 (13)

四、 Day5作业 (14)

五、 Day6作业 (14)

一、字符驱动基本操作

（一）字符设备驱动框架

用户空间对驱动的操作其实就是文件IO

字符设备：所产生的数据是字符流

大部分设备都是字符设备，如：LCD，keyboard，I2c等。

因为字符设备的数据是从寄存器中产生，所以数据量不大，速度快

字符设备的读取方式：文件IO

块设备：存储设备，数据以块为单位。如：硬盘、u盘、flash、sd卡等

读取的数据量大，速度慢

内核对这样的操作进行优化机制，如缓冲，文件系统层等

网络设备：因为是走协议的，linux把网络设备全部做成socket设备

当用户空间输入open打开一个字符设备的时候，会调用在字符设备驱动中会对应的XX_open，这个XX_open是一一对应的。而用户空间的open和内核中的open 对应关系是由，设备节点管理的。而设备节点就是一个文件，在这个文件中通过设备号来做到意义对应。

作为字符设备驱动要素：

1，必须有一个设备号，用在众多到设备驱动中进行区分

2，用户必须知道设备驱动对应到设备节点(设备文件)

linux把所有到设备都看成文件

crw-r----- 1 root root 13, 64 Mar 28 20:14 event0

crw-r----- 1 root root 13, 65 Mar 28 20:14 event1

crw-r----- 1 root root 13, 66 Mar 28 20:14 event2

3，对设备操作其实就是对文件操作，应用空间操作open，read，write的时候实际在驱动代码有对应到open， read，write

（二）主设备号

作为驱动必须有一个主设备号--向系统申请

功能：申请主设备号

原型：int register_chrdev(unsigned int major, const char * name, const

struct file_operations * fops)

参数：1：major：主设备号

设备号(32bit--dev_t)==主设备号(高12bit) + 次设备号(20bit) 主设备号：表示一类设备--camera

次设备号：表示一类设备中某一个：前置，后置

给定到方式有两种：

1）动态--参数1直接填0，通过返回值记录系统分配的号

2）静态--指定一个整数，250

2： name：描述一个设备信息，可以自定义

/proc/devices列举出所有到已经注册的设备

3： fops：文件操作对象--提供open， read，write

返回值：正确：0

错误：负数（在内核中，习惯错误时返回负数，-E...）错误码宏

功能：取消设备号

原型：void unregister_chrdev(unsigned int major, const char * name) 参数：1：主设备号

2：描述一个设备信息，可以自定义

（三）创建设备节点：

1．手动创建

缺点/dev/目录中的文件都是在内存中，断电后/dev/文件就会消失

mknod /dev/设备名类型主设备号次设备号

比如：

mknod /dev/chr0 c 250 0

[root@farsight drv_module]# ls /dev/chr0 -l

crw-r--r-- 1 0 0 250, 0 Jan 1 00:33 /dev/chr0

2．自动创建（通过udev/mdev机制）

*创建时先创建类再创建设备文件，销毁时反过来，先销毁设备文件再销毁类

功能：创建一个类（节点类型）

原型：struct class *class_create(owner, name)

参数：1：THIS_MODULE

2：字符串名字，自定义

返回值：class指针

功能：创建一个设备文件

原型：struct device *device_create

(struct class * class, struct device * parent,

dev_t devt,void * drvdata, const char * fmt,...) 参数：1：class结构体，class_create调用之后到返回值

2：表示父亲，一般直接填NULL

3：设备号类型 dev_t

dev_t devt

#define MAJOR(dev) ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS))

#define MINOR(dev) ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK))

#define MKDEV(major,minor)(((ma) << MINORBITS（20位）) | (mi)) 4：私有数据，一般直接填NULL

5和6：表示可变参数，字符串，表示设备节点名字