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Linux驅(qū)動(dòng)實(shí)踐：一步一步編寫(xiě)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

時(shí)間：2021-11-29 15:33:50
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[導(dǎo)讀]作?者：道哥，10年嵌入式開(kāi)發(fā)老兵，專(zhuān)注于：C/C、嵌入式、Linux。關(guān)注下方公眾號(hào)，回復(fù)【書(shū)籍】，獲取Linux、嵌入式領(lǐng)域經(jīng)典書(shū)籍；回復(fù)【PDF】，獲取所有原創(chuàng)文章(PDF格式)。目錄API函數(shù)編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)應(yīng)用程序卸載驅(qū)動(dòng)模塊小結(jié)別人的經(jīng)驗(yàn)，我們的階梯！大家好，我是道哥...

作  者：道哥，10 年嵌入式開(kāi)發(fā)老兵，專(zhuān)注于：C/C 、嵌入式、Linux。


關(guān)注下方公眾號(hào)，回復(fù)【書(shū)籍】，獲取 Linux、嵌入式領(lǐng)域經(jīng)典書(shū)籍；回復(fù)【PDF】，獲取所有原創(chuàng)文章( PDF 格式)。


目錄


別人的經(jīng)驗(yàn)，我們的階梯！


大家好，我是道哥，今天我們繼續(xù)討論： Linux 中字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。


在上一篇文章中Linux驅(qū)動(dòng)實(shí)踐：你知道【字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序】的兩種寫(xiě)法嗎？我們說(shuō)過(guò)：字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，有兩套不同的API函數(shù)，并且在文中詳細(xì)演示了利用舊的API函數(shù)來(lái)編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序。


這篇文章，我們繼續(xù)這個(gè)話題，實(shí)際演示一下：字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的另一套API函數(shù)的使用方法。


API 函數(shù)

這里主要關(guān)注下面這 3 個(gè)函數(shù)：


// 靜態(tài)注冊(cè)設(shè)備
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name);

// 動(dòng)態(tài)注冊(cè)設(shè)備
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,const char *name);

// 卸載設(shè)備
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count);
關(guān)于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)注冊(cè)，主要的區(qū)別就在于：主設(shè)備號(hào)由誰(shuí)來(lái)主導(dǎo)分配！


靜態(tài)注冊(cè)：由我們的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)指定主設(shè)備號(hào)，即參數(shù)1：from;


動(dòng)態(tài)注冊(cè)：由操作系統(tǒng)來(lái)分配，驅(qū)動(dòng)程序提供一個(gè)變量來(lái)接收該設(shè)備號(hào)，即參數(shù)1: dev 指針;


另外，在Linux 2.6后期的內(nèi)核版本中，引入了 cdev 結(jié)構(gòu)來(lái)描述一個(gè)字符設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)體成員是：


struct cdev {
struct kobject kobj; // 內(nèi)嵌的kobject對(duì)象
struct module *owner; // 所屬模塊
const struct file_operations *ops;//文件操作結(jié)構(gòu)體
struct list_head list; // 鏈表句柄
dev_t dev; // 設(shè)備號(hào)
unsigned int count;
};
與這個(gè)結(jié)構(gòu)體相關(guān)的處理函數(shù)有：


void cdev_init(struct cdev *,struct file_operations *);


初始化 cdev 的成員，主要是設(shè)置 file_operations。


strcut cdev *cdev_alloc(void);


動(dòng)態(tài)申請(qǐng) cdev 內(nèi)存。


void cdev_put(strcut cdev *p);


與 count 計(jì)數(shù)相關(guān)的操作。


int cdev_add(struct cdev *,dev_t ,unsigned );


向系統(tǒng)中添加一個(gè) cdev，注冊(cè)字符設(shè)備，需要在驅(qū)動(dòng)被加載的時(shí)候調(diào)用。


void cdev_del(struct cdev *);


從系統(tǒng)中刪除一個(gè) cdev，注銷(xiāo)字符設(shè)備，需要在驅(qū)動(dòng)被卸載的時(shí)候調(diào)用。


后面在代碼演示的時(shí)候，可以看到cdev結(jié)構(gòu)是如何被使用的。


編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)

按照慣例，我們?nèi)匀话凑詹襟E，來(lái)討論如何利用上述的APIs，來(lái)手寫(xiě)一個(gè)字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。


以下所有操作的工作目錄，都是與上一篇文章相同的，即：~/tmp/linux-4.15/drivers/。


創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)目錄和驅(qū)動(dòng)程序

$ cd linux-4.15/drivers/
$ mkdir my_driver2
$ cd my_driver2
$ touch driver2.c
driver2.c文件的內(nèi)容如下(不需要手敲，文末有代碼下載鏈接)：


#include

  • #include

  • #include

  • #include

  • #include


  • static struct cdev my_cdev;
    static dev_t dev_no;

    int driver2_open(struct inode *inode, struct file *file)
    {
    printk("driver2_open is called. \n");
    return 0;
    }

    ssize_t driver2_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
    {
    printk("driver2_read is called. \n");
    return 0;
    }

    ssize_t driver2_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
    {
    printk("driver2_write is called. \n");
    return 0;
    }

    static const struct file_operations driver2_ops={
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = driver2_open,
    .read = driver2_read,
    .write = driver2_write,
    };

    static int __init driver2_init(void)
    {
    printk("driver2_init is called. \n");

    // 初始化cdev結(jié)構(gòu)
    cdev_init(
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