Linux字符设备驱动

/*Linux字符设备驱动源代码scdd.c*/

#include <linux/init.h>   /*模块头文件*/

#include <linux/module.h>

#include <linux/types.h>  /*dev_t头文件*/

#include <linux/kdev_t.h> /*MAJOR和MINOR宏头文件*/

#include <linux/fs.h>     /*register_chrdev_region等函数

                                                 file_operations结构体*/

#include <linux/cdev.h>   /*struct cdev结构体*/

#include <asm/uaccess.h>  /*copy_to_user函数*/

 

#define DEVICE_NAME "scdd"  /*定义设备名*/

#define DEVICE_MAJOR 250

 

struct cdev my_cdev;

 

int scdd_open(struct inode *inode,structfile *filp)

{

       return0;

}

int scdd_close(struct inode *inode,structfile *filp)

{

       return0;

}

ssize_t scdd_read(struct file *filp,char__user *buff,size_t size,loff_t *offp)

{

       intleft;

       chardata=1;

      

       for(left=size;left>0;left--)

       {

              /*拷贝数据到用户空间*/

              copy_to_user(buff,&data,1);

              buff++;

       }

       returnsize;

}

ssize_t scdd_write(struct file *filp,char__user *buff,size_t size,loff_t *offp)

{

       return0;

}

/*file_operations结构体*/

struct file_operations scdd_fops={

       .owner=THIS_MODULE,

       .read=scdd_read,

       .write=scdd_write,

       .open=scdd_open,

       .release=scdd_close,

};

static int __init scdd_init(void)

{     /*模块初始化函数*/

       intsmajor;

       smajor=DEVICE_MAJOR;

       dev_tdev_n=MKDEV(smajor,0);

       /*申请设备号*/

       if(!register_chrdev_region(dev_n,1,DEVICE_NAME))

       {     /*静态申请*/

              printk("registersuccess\n");

       }else

       {

              gotoregister_error;

       }

       /*else

       {     /*动态申请*/

              /*alloc_chrdev_region(&dev_n,0,1,DEVICE_NAME);

              smajor=MAJOR(dev_n);

       }*/

      

       /*初始化cdev结构体*/

       cdev_init(&my_cdev,&scdd_fops);

       my_cdev.owner=THIS_MODULE;

       my_cdev.ops=&scdd_fops;

      

       /*注册字符设备*/

       cdev_add(&my_cdev,dev_n,1);

       return0;

      

register_error:

       unregister_chrdev_region(MKDEV(DEVICE_MAJOR,0),1);

       return0;

}

static void __exit scdd_exit(void)

{     /*模块卸载函数*/

       cdev_del(&my_cdev);

       unregister_chrdev_region(MKDEV(DEVICE_MAJOR,0),1);

}

 

module_init(scdd_init);

module_exit(scdd_exit);

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

这个程序只是简单演示字符注册的一个完整过程，并不带有复杂的操作，调用read时向用户空间写全1

要点：

1.设备号，主设备号用来标识设备所对应的驱动程序，同一个驱动程序可以对应多个设备，次设备号就是用来区分采用同一个驱动程序的不同设备文件。

内核中采用dev_t来描述设备号，其实dev_t实质为unsigned int类型，其中高12位为主设备号，低20位为次设备号，其定义在linux/types.h中

从dev_t中分解出主设备号和次设备号

MAJOR(dev_t dev)

MINOR(dev_t dev)

将主设备号和次设备号转换成dev_t类型

MKDEV(intmajor,int minor)

2.申请设备号

静态申请，函数定义在linux/fs.h中

int register_chrdev_region(dev_t from,unsigned count,const char *name)

from是申请设备号起始值，from次设备号经常被置成0，count是所请求连续设备号个数，name是该设备号范围关联的名称，它将出现在/proc/device和sysfs中。

分配成功返回0，错误情况下，将返回一个负的错误码，并且不能使用所请求的设备号。

动态申请

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)

申请的设备号将保存在dev中，baseminor为所申请的第一个次设备号

无论哪种方式申请设备号，不使用时要释放设备号

void unregister_chrdev_region(dev_t first,unsigned int count)

3.三个重要的结构

struct file_operations

struct file

struct inode

struct file_operations一个函数指针集合，定义能在设备上进行的操作，常用的有：

int (*open)(structinode *inode,stuuct file *filep)

void (*release)(structinode *inode,struct file *filep)

ssize_t(*read)(struct file *filep,char __user *buff,size_t size,loff_t *offp)

ssize_t(*write)(struct file *filep,char __user *buff,size_t seze,loff_t * offp)

int(*ioctl)(struct inode *inode,struct file *filep,unsigned int cmd,unsigned longarg) off_t(*llseek)(struct file *filp,loff_t,int)

struct file表示一个打开的文件，一个文件被打开十次，则有10个structfile结构

struct file结构成员有：

mode_t f_mode 文件模式，例如：可读可写

lofft_t f_pos 当前读/写位置

struct file_operations *f_op 与文件相关操作，执行open操作时对这个指针赋值

void *private_data在open时置为NULL，用于跨系统调用时保存非常有用的资源

struct inode用来记录文件的物理上的信息，一个文件被打开10次，但只有一个structinode结构，struct inode结构成员如下：

dev_t i_rdev 用来保存设备号

struct cdev*i_cdev 指向字符设备结构struct cdev的指针

4.字符设备的注册

内核使用struct cdev结构表示字符设备，定义在linux/cdev.h中。

初始化cdev结构体有两种方式

静态：

struct cdev my_cdev;

cdev_init(&my_cdev,&fops);
my_cdev.owner = THIS_MODULE;

动态(就是通过kmalloc去申请cdev结构)：

struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();

my_cdev->ops= &my_fops;

my_cdev.owner= THIS_MODULE;

注册

int cdev_add(struct cdev *dev,dev_t num,unsigned int count)

num是设备号，count经常取1

注销

void cdev_del(struct cdev *dev)

 

早起比较经典的字符设备驱动注册和注销方法

注册

int register_chrdev(unsigned int major,const char *name,struct file_operations*fops)

注销

int unregister_chrdev(unsigned int major,const char *name)

5.设备接点的创建

class_creat()

device_creat()