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, unsignedlong);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 3
static 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));
else
tmp |= (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 == '1')
tmp &= (~(1 << i));
else
tmp |= (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_NAME"tinitializedn");
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_NAME"texitn");
}
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");
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