字符设备驱动框架的编写-编程知识

一. 简介

我们在学习裸机或者 STM32 的时候关于驱动的开发就是初始化相应的外设寄存器，在 Linux 驱动开发中，肯定也是要初始化相应的外设寄存器。

只是在 Linux 驱动开发中，我们需要按照其规定的框架来编写驱动，所以说学 Linux 驱动开发重点是学习其驱动框架。

本文继上一篇文章的学习，前面几篇文章对字符设备驱动进行了简单的了解。文章地址如下：

字符设备驱动开发基础-CSDN博客

本文学习字符设备驱动的开发，主要学习字符设备驱动模块的加载与卸载。

二. 编写字符设备驱动框架

1. Linux驱动的运行方式

Linux 驱动有两种运行方式，第一种就是将驱动编译进 Linux 内核中，这样当 Linux 内核启动时就会自动运行驱动程序。

第二种就是将驱动编译成模块 (Linux 下模块扩展名为 .ko) ，在 Linux 内核启动以后使用 “ insmod ” 命令加载驱动模块。

选择驱动运行方式

在调试驱动时，一般都选择将其编译为（.ko）模块，这样我们修改驱动以后，只需要编译一下驱动代码即可，不需要编译整个 Linux 代码。而且在调试的时候只需要加载或者卸载驱动模块即可，不需要重启整个系统。总之，将驱动编译为模块最大的好处就是方便开发，当驱动开发完成，确定没有问题以后就可以将驱动编译进 Linux 内核中。

2. 驱动的加载与卸载

模块有加载和卸载两种操作，我们在编写驱动时，需要注册这两种操作函数，模块的加载和卸载注册函数如下：

module_init(xxx_init);   //注册模块加载函数
module_exit(xxx_exit);   //注册模块卸载函数

module_init() 函数用来向 Linux 内核注册一个模块加载函数，参数 xxx_init 就是需要注册的具体函数，当使用 “ insmod ” 命令加载驱动时， xxx_init() 这个函数就会被调用。

module_exit() 函数用来向 Linux 内核注册一个模块卸载函数，参数 xxx_exit 就是需要注册的具体函数，当使用 “ rmmod ” 命令卸载具体驱动时， xxx_exit() 函数就会被调用。

3. 编写字符设备驱动框架

(1) 在 ubuntu系统下，创建一个存放驱动代码工程的目录，我这里在自己之前创建的正点原子文件目录下创建：

用 vscode软件打开上面创建的工程目录 1_chrdevbase。通过 vscode在目录 1_chrdevbase下创建一个 .c文件，命名为 chrdevbase.c，如下所示：

(2) 使用 vscode软件再打开 Linux内核源码，这里使用之前我更改的 NXP官方的 Linux内核源码。

Linux内核源码一般都会有使用到驱动模块加载与卸载注册函数的。

在 Linux内核源码工程中，搜索 module_init() 函数与 module_eixt() 函数：

可以看到，Linux内核源码中，很多地方有调用到 module_init() 函数。当然也会调用到 module_exit()函数。

可以打开一个调用 module_init()函数的 .c文件，模仿如何调用 module_init()函数。这里打开 aes_glue.c 文件，aes_glue.c文件中涉及 module_init()与 module_exit()函数的代码：

.......................................
static int __init aes_init(void)
{return crypto_register_alg(&aes_alg);
}static void __exit aes_fini(void)
{crypto_unregister_alg(&aes_alg);
}module_init(aes_init);
module_exit(aes_fini);
.......................................

模仿上面驱动模块的加载与卸载函数，编写我的 chrdevbase.c 文件，再根据上面 aes_glue.c中头文件添加相应的头文件，chrdevbase.c 文件的代码如下：

#include <linux/module.h>/*
*  驱动模块入口函数
*/
static int __init chrdevbase_init(void)
{return 0;
}/*
*  驱动模块出口函数
*/
static void __exit chrdevbase_exit(void)
{;
}/*
* 驱动模块的入口与出口函数
*/
module_init(chrdevbase_init); /* 入口 */
module_exit(chrdevbase_exit); /* 出口 */

（3）设置vscode软件中 1_chrdevbase工程的头文件路径。具体设置 Linux内核源码路径。

不设置的话，vscode可能会提示一些错误，一些函数也找不到函数定义。

将正点原子提供的 Linux驱动例程中，01_chrdevbase工程代码中 .vscode文件及其下的文件都拷贝到现在的工程下。我这里没有安装 FTP客户端，所以，没办法拷贝文件夹。所以，可以在我1_chrdevbase工程下首先创建 .vscode目录，再在 .vscode目录下分别创建文件，将正点原子提供的 01_chrdevbase工程代码中 .vscode目录下文件的内容分别拷贝到相应文件。

.vscode目录下，创建如下两个文件：

编写驱动的时候注意事项：

(1) 编译驱动时需要用到 Linux内核源码！因此，需要解压缩 Linux内核源码。因为驱动代码中可能会调用到Linux内核源码中的一些函数。

同时，还需要编译linux内核源码，得到zImage和 .dtb设备树文件。需要使用编译后得到的zImage和 .dtb设备树文件来启动系统。

使用的Linux内核源码包：

这里使用正点原子第三期我编译的 Linux内核源码，也就是在 NXP官方提供的 Linux内核源码更改后的 Linux内核源码包。

我这里的 Linux内核源码所在路径为：

/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga

更改 .vscode目录下 c_cpp_propertities.json文件下的 Linux源码路径：

{"configurations": [{"name": "Linux","includePath": ["${workspaceFolder}/**","/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/include", "/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/arch/arm/include", "/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/arch/arm/include/generated/"],"defines": [],"compilerPath": "/usr/bin/clang","cStandard": "c11","cppStandard": "c++17","intelliSenseMode": "clang-x64"}],"version": 4
}

下一篇文章学习对工程进行编译，并加载与卸载字符驱动模块。