字符设备驱动开发-注册-设备文件创建-编程知识

一、字符设备驱动

linux系统中一切皆文件

1、应用层： APP1 APP2 ...

fd = open("led驱动的文件"，O_RDWR);

read(fd);

write();

close();

2、内核层：

对灯写一个驱动

led_driver.c

driver_open();

driver_read();

driver_write();

driver_close();

struct file_operations

{

int (*open) (struct inode *, struct file *);

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);

ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);

int (*release) (struct inode *, struct file *);//（close）

}

cdev:

设备号1 设备号2 设备号n

设备驱动1 设备驱动2 .... 设备驱动n

设备号：32位，无符号数字

高12位：主设备号：区分哪一类设备

低20位：次设备号：区分同类中哪一个设备

3、硬件层： LED uart ADC PWM

每个驱动里面都有对应的file_operations

1）open的过程：

open打开文件，这个文件与底层的驱动的设备号有关系，

通过设备号访问设备驱动中的struct file_operations里面的open函数。

2）read的过程：

open函数会有一个返回值，文件描述符fd，read函数通过fd

找到驱动中的struct file_operations里面的read函数。

Led驱动：字符设备步骤：

注册字符设备驱动 - 得到一个字符设备驱动的框架，并且得到设备号
确定操作的硬件设备 - led灯(初始化灯)
初始化灯(先建立灯实际物理地址和虚拟地址之间的映射)-
基于操作系统开发，操作虚拟内存，
用户空间数据拷贝到内核空间数据的交互(用户使用的时候，驱动才会被真正运行，涉及数据交互)
在应用层创建一个设备文件(设备节点)

file_operations 操作方法结构体

struct file_operations

{

int (*open) (struct inode *, struct file *);

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);

ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);

int (*release) (struct inode *, struct file *);//（close）

}

二、字符设备驱动的注册

1、注册一个字符设备驱动register_chrdev

int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops)
功能：注册一个字符设备驱动
参数：@major：主设备号  
			  ：如果你填写的值大于0，它认为这个就是主设备号
			  ：如果你填写的值为0，操作系统给你分配一个主设备号@name :名字	cat /proc/devices @fops :操作方法结构体
返回值：major>0 ,成功返回0，失败返回错误码（负数） vi -t EIO
		major=0,成功主设备号，失败返回错误码（负数）		  当注册一个字符设备驱动的时候。

如果成功的话，当你使用cat /proc/devices 命令查看的时候可以看到系统自动分配的主设备号和这个名字

2、注销一个字符设备驱动

void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)
	功能：注销一个字符设备驱动
	参数：@major:主设备号@name:名字
	返回值：无

`三、手动创建设备文件 mknod`

sudo mknod led (路径是任意) c/b 主设备号次设备号

sudo –rf led 删除的时候记得加-rf

1、设备驱动程序

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/printk.h>
#include <linux/fs.h>#define NAME "chrdev_devled"int major = 0; //保存主设备号
// open read write release 初始化
int myopen(struct inode *node, struct file *file_t)
{printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}
ssize_t myread(struct file *file_t, char __user *ubuf, size_t n, loff_t *off_t)
{printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}
ssize_t mywrite(struct file *file_t, const char __user *ubuf, size_t n, loff_t *off_t)
{printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}
int myclose(struct inode *node, struct file *file_t)
{printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}
struct file_operations fops = {.open = myopen,.read = myread,.write = mywrite,.release = myclose,
};
//入口函数
static int __init chrdev_init(void)
{printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);//注册字符设备驱动： 主设备号 驱动名 结构体
    major=register_chrdev(major, NAME, &fops);//容错判断if(major < 0){printk("chrdev_register err.\n");return -EINVAL;}return 0;
}
//出口函数
static void __exit chrdev_exit(void)
{printk(KERN_ERR "%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);//注销字符设备驱动unregister_chrdev(major, NAME);
}
module_init(chrdev_init);//入口
module_exit(chrdev_exit);//出口
MODULE_LICENSE("GPL");//协议

2、应用层读取程序

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{
    int fd = -1;
    char buf[32] = "";if(argc < 2){
        printf("请输入要打开的文件\n");return 1;}    fd = open(argv[1],O_RDWR);if(fd < 0){
        printf("open %s failed\n",argv[1]);return 2;}
    read(fd,buf,sizeof(buf));
    write(fd,buf,sizeof(buf));
    read(fd,buf,sizeof(buf));
    write(fd,buf,sizeof(buf));
    printf("buf=%s\n",buf);
    close(fd);
    fd = -1;return 0;
}