【Linux技术】linux驱动程序开发及环境搭建

１.mystery引入

   １）设备驱动程序对外提供如下的功能：
       １）设备初始化：对硬件设备进行初始化操作
       ２）数据交换：数据交换包括由内核层向硬件层传送数据、从硬件层读取数据到内核层；
                     应用程序向设备文件传送数据、设备文件向应用程序回送数据
       ３）设备请求与检测：检测各硬件设备的各种参数信息、错误信息
       ４）设备释放：设备使用完后的资源释放
   ２）驱动一般分为字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动
       １）字符设备驱动：可以按字节操作的方式对设备文件进行存取，一般对应慢速设备，例如串口设备
       ２）块设备驱动：是按数据块的方式对设备文件进行访问，一般对应高速设备，例如DMA
       ３）网络设备驱动：是面向网卡设备，用于处理网络报文的发送与接收
   ３）字符设备与块设备均可以通过访问文件的方式进行操作，二者唯一的不同的是Linux对于它们的数据管理方式的不同。
   ４）应用程序对字符设备的I/O操作，会直接传送到内核驱动层，而块设备的操作，则是需要借助于中间的缓存区，以间接的方式进行数据交换。

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２.环境搭建及测试
   １）下载对应版本的内核源码包
   ２）因为现在对内核还不是很熟，加上内核源码比较大，所以我先下一个内核的开发包
   ３）终端：

sudo yum install kernel-devel

   ４）如图

   ５）环境搭建好了，问题又来了。。uname -r　的结果和我系统内核版本不一样。。

   这里我直接用我系统的内核版本号作测试了，我的系统内核版本是3.6.10-2.fc17.i686

   ６）第一个版本的Ｍakefile文件如下：

obj-m:=chardev.oKDIR:=/lib/modules/3.6.10-2.fc17.i686/buildSRCPWD:=$(shell pwd)all:    make -C $(KDIR) M=$(SRCPWD) modulesclean:    rm -rf chardev.o

   ７）编译结果如图

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３.驱动验证
   １）设备安装
       当安装驱动时，又出现错误了，纠结。。错误：编译使用的内核和当前系统的内核不一样！
   2）反思
      1）这时我才想起，前断时间我更新了下系统，当时把系统内核升级到了3.6，但是无法进入系统，所以我直接把grub项的3.6内核的引导删掉了，现在打开grub查找错误
      2）grub中关于内核3.6开机引导项内容如下：

      3）看了这断代码，对升级后新内核无法进入系统的原因就明了了，我在想，为什么升级内核的时候没有制作initrd
      4）于是我退后一步，自己制作initrd，终端下：

mkinitrd initrd-3.6.6 3.6.6

      （先切换到linux-3.6.6的上一级目录），由于系统升级内核时已经编译过内核镜像和内核模块了，并且也已经安装过内核模块了
      5）所以我要做的就是将initrd复制到boot目录下，然后再添加新的引导项
      6）在上图 echo 'Loading Fedora (3.6.10-2.fc17.i686)' 的下一行添加自己制作的initrd,代码：initrd/boot/initrd-3.6.10-2.fc17.i686.img
      7）重启电脑，OK，成功引导进行新内核，但是有很多地方不尽人意
         １）电脑需要重装显卡驱动，分辨率太低
         ２）无法联网，需要重装网卡驱动
         ３）无法挂载FAT格式的盘
         ４）无法挂载NTFS格式的盘
      ８）因此，我还是决定用３.３的内核，只是在３.６下作驱动程序测试

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４．驱动测试
   １）如图所示：

   ２）驱动设备创建好后，编写一个程序验证下

   3）效果如图：

   4）这里出现OPEN错误和READ错误，但是却又读出了驱动函数的内容，表示驱动还是成功的，由于这个内核开始出现的不尽人意，也没有去调试这个错误的原因

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５．驱动源代码

#include <linux/kernel.h>#include <linux/fs.h>                #include <linux/module.h>#include <asm/uaccess.h>             #include <linux/cdev.h>               static int char_read(struct file *filp,char __user *buffer,size_t,loff_t *);      static int char_open(struct inode *,struct file *);                                    static int char_write(struct file *filp,const char __user *buffer,size_t ,loff_t*);static int char_release(struct inode *,struct file *);                                 static int device_open_count;                   static int major;static const struct file_operations file_ops ={    .read = char_read,    .write = char_write,    .open = char_open,    .release = char_release,};static int __init char_init(void){    int value;    major = 0;    value = register_chrdev(major, "chardev", &file_ops);    if (value < 0)    {        printk("无法注册设备");        return value;    }    if (major == 0)        major = value;    return 0;}static int char_open(struct inode *inode,struct file *file){    if(device_open_count == 0)        device_open_count++;    else    {        printk("设备已经被打开\n");        return -1;    }    try_module_get(THIS_MODULE);    return 0;}static int char_release(struct inode *inode,struct file *file){    device_open_count--;    module_put(THIS_MODULE);    return 0;}static int char_read(struct file *filp,char __user *buffer,size_t length,loff_t *offset){    if(length < 0)        return -1;    else if(length > 12)        length = 12;    if(copy_to_user(buffer,"Hello Linux!",length))        return length;    return -1;}static int char_write(struct file *filp,const char __user  *buffer,size_t length,loff_t *offset){    return 0;}static void __exit module_close(void){    unregister_chrdev(major, "chardev");}module_init(char_init);module_exit(module_close);

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６．Makefile源代码

obj-m:=chardev.oKDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/buildSRCPWD:=$(shell pwd)all:    make -C $(KDIR) M=$(SRCPWD) modulesclean:    rm -rf chardev.o

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７．测试程序源代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>int main(void){    int testdev;    int i,rf=0;    char buf[15];    memset(buf, 0, sizeof(buf));    testdev = open("/dev/chardev",O_RDWR);    if ( testdev == -1 )    {        perror("open\n");        exit(0);    }    rf=read(testdev,buf,11);    if(rf<0)        perror("read error\n");    printf("R:%s\n",buf);    close(testdev);    return 0;}

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