從零開始寫linux字符設備驅(qū)動程序(三)(基于友善之臂tiny4412開發(fā)板)
這一節(jié),我們再來看看新的知識點,這一次,我們將進一步完善這個字符設備的驅(qū)動程序。
首先,將上一節(jié)的代碼做下修改:
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
//創(chuàng)建一個字符設備
struct char_dev
{
struct cdev c_dev ;
dev_t dev_num ;
char buf[1024];
};
int my_open()
{
printk("cdev open");
}
int my_close()
{
printk("cdev del");
}
struct file_operations my_ops = {
.open = my_open,
.release = my_close ,
};
struct char_dev *test_dev ;
static int __init cdev_test_init(void)
{
int ret ;
//1、給字符設備結構分配內(nèi)存
test_dev = kmalloc(sizeof(*test_dev),GFP_KERNEL);
if(!test_dev){
ret = -ENOMEM ;
goto malloc_dev_fair;
}
//2、申請設備號并注冊字符設備
ret = alloc_chrdev_region(&test_dev->dev_num,1,1,"test_dev");
if(ret < 0){
goto alloc_chrdev_fair ;
}
//3、初始化字符設備
cdev_init(&test_dev->dev_num , &my_ops);
//4、添加一個字符設備
ret = cdev_add(&test_dev->c_dev,test_dev->dev_num,1);
if(ret < 0){
goto cdev_add_fair;
}
my_open();
return 0 ;
cdev_add_fair:
return ret ;
malloc_dev_fair :
return ret ;
alloc_chrdev_fair :
return ret ;
}
static int __exit cdev_test_exit(void)
{
//刪除設備
cdev_del(&test_dev->c_dev);
//注銷驅(qū)動-->后面寫1表示從dev_no開始連續(xù)一個
unregister_chrdev_region(test_dev->dev_num,1);
return 0 ;
}
module_init(cdev_test_init);
module_exit(cdev_test_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
在代碼中,我們要實現(xiàn)一個虛擬的字符設備,這個設備很簡單,只不過更加豐富了。
我們首先創(chuàng)建一個字符設備,用一個結構體char_dev來表示。
對結構體分配內(nèi)存,然后申請設備號并注冊,最后初始化,再將這個字符設備加到內(nèi)核里去,一旦這些操作成功后,將調(diào)用my_open函數(shù)。
這就是一個字符設備的最基本構成。
上節(jié)我們已經(jīng)說過alloc_chrdev_region這個函數(shù)的作用。
那么這節(jié)多了file_operations這個結構體,它的功能是什么?
當一個字符設備被注冊后,我們隨即就要來操作這個字符設備,open , read , write , close等操作。
如下代碼:
struct file_operations {
struct module *owner;
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);
ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);
int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);
int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync);
int (*fasync) (int, struct file *, int);
int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);
ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);
unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
int (*check_flags)(int);
int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);
ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int);
ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int);
int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **);
long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset,
loff_t len);
};
那么內(nèi)核是如何去識別相應的函數(shù)呢?
是通過系統(tǒng)調(diào)用
在上層應用程序,打個比方。
通過open()打印相應的設備,那么syscall函數(shù)就會通過系統(tǒng)調(diào)用號識別到內(nèi)核態(tài)里的函數(shù),進而調(diào)用到我們這里實現(xiàn)的my_open,這就是內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)相互溝通的方式。
這里我就不去寫相應的應用程序了,以前也寫過了,我就直接將open函數(shù)調(diào)用放在init函數(shù),隨著字符設備注冊并執(zhí)行。
這樣將zImage下載到開發(fā)板上,串口上也是可以打印cdev_open的。
不知道怎么用應用程序去讀寫設備的可以參考以下文章:
http://blog.csdn.NET/morixinguan/article/details/50619675
接下來看看本節(jié)使用的函數(shù):
void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);
int cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);
void cdev_del(struct cdev *);
static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags);
留心的小伙伴會發(fā)現(xiàn),在exit函數(shù)中,我沒有對內(nèi)存進行釋放,這里是故意這么做的,為了提醒粗心的伙伴,在內(nèi)核中,分配的內(nèi)存一定要釋放的。
釋放調(diào)用函數(shù):
void kfree(const void *objp)
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