從零開(kāi)始寫(xiě)linux字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(一)(基于友善之臂tiny4412開(kāi)發(fā)板)

從這篇博文開(kāi)始，我將開(kāi)始手把手教會(huì)大家寫(xiě)Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

這是開(kāi)篇，如何來(lái)寫(xiě)第一個(gè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

首先，寫(xiě)一個(gè)最簡(jiǎn)單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要什么？或者說(shuō)我們需要了解什么？

1、每一個(gè)字符設(shè)備至少需要有一個(gè)設(shè)備號(hào)

2、設(shè)備號(hào) = 主設(shè)備號(hào) + 次設(shè)備號(hào)

3、同一類(lèi)設(shè)備的主設(shè)備號(hào)一般是相同的，但不是絕對(duì)的。

那么，寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，我們需要內(nèi)核里的這幾個(gè)頭文件，因?yàn)槲覀冃枰{(diào)用一個(gè)基本的宏和一些基本的函數(shù)來(lái)給我們使用。

#include <linux/cdev.h>
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/fs.h>

打開(kāi)linux內(nèi)核源代碼，進(jìn)入include/linux/，找到cdev.h，打開(kāi)，我們會(huì)看到這個(gè)結(jié)構(gòu)體:

struct cdev {

//設(shè)備模型相關(guān)的

struct kobject kobj;

//所屬于哪個(gè)模塊--->THIS MODULE

struct module *owner;

//利用file_operations跟用戶(hù)態(tài)進(jìn)行操作--->有open , read , write 等方法

const struct file_operations *ops;

//鏈表,將設(shè)備插入到一條鏈表里去

struct list_head list;

//通過(guò)設(shè)備號(hào)匹配對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)

dev_t dev;

//要注冊(cè)字符設(shè)備的個(gè)數(shù)

unsigned int count;

};

還會(huì)看到以下的函數(shù):

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

struct cdev *cdev_alloc(void);

void cdev_put(struct cdev *p);

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

void cdev_del(struct cdev *);

void cd_forget(struct inode *);

這里我們需要的就是以上的這個(gè)結(jié)構(gòu)體，還有cdev_init,cdev_add,cdev_del這三個(gè)函數(shù)，其余的暫時(shí)用不著。本節(jié)暫時(shí)不會(huì)用到以上的函數(shù)，下節(jié)將會(huì)使用。

然后看到#include <linux/kdev_t.h>這個(gè)頭文件，這里面有我們需要的東西:

#define MINORBITS 20

#define MINORMASK ((1U << MINORBITS) - 1)

//從設(shè)備號(hào)中取出主設(shè)備號(hào)

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

//從設(shè)備號(hào)中取出次設(shè)備號(hào)

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

//創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備號(hào)

#define MKDEV(ma,mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi))

我們?cè)诮酉聛?lái)寫(xiě)的這個(gè)字符設(shè)備就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)設(shè)備號(hào)，所以我們需要MKDEV這個(gè)宏，第一個(gè)參數(shù)表示主設(shè)備號(hào)，第二個(gè)參數(shù)表示次設(shè)備號(hào)。

我們知道如何去創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備號(hào)，那么創(chuàng)建了設(shè)備號(hào)，還沒(méi)有對(duì)這個(gè)設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)，這時(shí)候就需要#include <linux/fs.h>這個(gè)頭文件里的一個(gè)函數(shù):

extern int register_chrdev_region(dev_t, unsigned, const char *);

既然有注冊(cè)，當(dāng)然就有釋放，所以還需要:

extern void unregister_chrdev_region(dev_t, unsigned);

好了，有了這些基本知識(shí)，可以開(kāi)始我們的第一個(gè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)。

編寫(xiě)這個(gè)簡(jiǎn)單的字符設(shè)備需要以下步驟:

1、創(chuàng)建設(shè)備號(hào)

2、注冊(cè)設(shè)備號(hào)

3、如何驅(qū)動(dòng)模塊退出的時(shí)候，我們需要注銷(xiāo)設(shè)備的操作。

好了，開(kāi)始寫(xiě)代碼:

#include <linux/init.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/sched.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/cdev.h>

#include <linux/kdev_t.h>

#include <linux/fs.h>

//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，用來(lái)表示設(shè)備號(hào)--->cdev.h--->dev_t

dev_t dev_no ;

static int __init  cdev_test_init(void)

{

int ret ;

printk("HELLO KERNEL FOR CDEV!\n");

//1、創(chuàng)建設(shè)備號(hào)-->第一個(gè)是主設(shè)備號(hào)，第二個(gè)是次設(shè)備號(hào)

//主設(shè)備號(hào)可以通過(guò)cat /proc/devices查看，如果設(shè)備號(hào)已經(jīng)被占用，則需要使用沒(méi)有使用過(guò)的設(shè)備號(hào)

dev_no  = MKDEV(222,2);

//2、注冊(cè)設(shè)備號(hào)

//count表示要分配多少個(gè)設(shè)備號(hào)

ret = register_chrdev_region(dev_no,1,"my_dev");

if(ret < 0){

//如果注冊(cè)失敗，跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的位置。

goto register_error ;

}

return 0 ;

register_error:

return ret ;

}

static int __exit cdev_test_exit(void)

{

//注銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)-->后面寫(xiě)1表示從dev_no開(kāi)始連續(xù)一個(gè)設(shè)備

unregister_chrdev_region(dev_no,1);

return 0 ;

}

module_init(cdev_test_init);

module_exit(cdev_test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

再和以前一樣，寫(xiě)一個(gè)Kconfig和Makefile

Kconfig

menu "4412_CDEV_DRV"

     config CDEV_TEST

          bool "cdev_test"

          default n

   help

 if you select , you can use it

endmenu

Makefile

obj-y += cdev_test.o

再到上層的driver目錄下Kconfig和Makefile中添加相應(yīng)的語(yǔ)句，跟以往一樣這里是在driver目錄下創(chuàng)建了一個(gè)4char_dev的目錄。
接下來(lái)在內(nèi)核根目錄下make menuconfig配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng):

將編譯生成的zImage下載至開(kāi)發(fā)板，打開(kāi)串口調(diào)試，會(huì)看到以下log，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行了：

接下來(lái)通過(guò)adb shell進(jìn)入安卓系統(tǒng)的根目錄下:

cat /proc/devices

我們成功的看到主設(shè)備號(hào)222的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)my_dev已經(jīng)成功裝載了。