Linux中字符设备驱动框架的搭建

青旅半醒 2022-10-19 00:56 136阅读 0赞

### Linux中字符设备驱动框架的搭建 ###

*  1、字符驱动矿建的搭建
 *  2、总结流程为

# 1、字符驱动矿建的搭建 #

#include <linux/types.h>
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/delay.h>
    #include <linux/ide.h>
    #include <linux/init.h>
    #include <linux/module.h>
    #include <linux/errno.h>
    #include <linux/gpio.h>
    #include <linux/cdev.h>
    #include <linux/device.h>
    #include <linux/of.h>
    #include <linux/of_address.h>
    #include <asm/mach/map.h>
    #include <asm/uaccess.h>
    #include <asm/io.h>
    
    #define CDEV_CONT 1
    #define CDEV_NAME "cdev"
    
    /* 设备结构体 */
    struct cdev_dev{ 
    	dev_t devid;				/* 设备号 */
    	struct cdev cdev;			/* cdev */
    	struct class *class;		/* 类 */
    	struct device *device;		/* 设备 */
    	int major;					/* 主设备号 */
    	int minor;					/* 次设备号 */
    };
    
    struct cdev_dev  dev;	/* 设备 */
    
    /* * @description : 打开设备 * @param - inode : 传递给驱动的inode * @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量 * 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。 * @return : 0 成功;其他 失败 */
    static int dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
    { 
    	filp->private_data = &dev; /* 设置私有数据 */
    	return 0;
    }
    
    /* * @description : 从设备读取数据 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符) * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区 * @param - cnt : 要读取的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败 */
    static ssize_t dev_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
    { 
    	return 0;
    }
    
    /* * @description : 向设备写数据 * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符 * @param - buf : 要写给设备写入的数据 * @param - cnt : 要写入的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败 */
    static ssize_t dev_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
    { 
    	return 0;
    }
    
    /* * @description : 关闭/释放设备 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符) * @return : 0 成功;其他 失败 */
    static int dev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
    { 
    	return 0;
    }
    
    /* 设备操作函数 */
    static struct file_operations dev_fops = { 
    	.owner = THIS_MODULE,
    	.open = dev_open,
    	.read = dev_read,
    	.write = dev_write,
    	.release = 	dev_release,
    };
    
    /* * @description : 驱动出口函数 * @param : 无 * @return : 无 */
    static int __init cdev_init(void)
    { 
    	int ret;
    	/* 注册字符设备驱动 */
    	/* 1、创建设备号 */
        dev.major=0;
    	if (dev.major) { 		/* 定义了设备号 */
    		dev.devid = MKDEV(dev.major, 0);
            ret=register_chrdev_region(imx6uirq.devid,IRQ_CONT,IRQ_NAME);
            if(ret)
                goto fail_devid;
    	} else { 						/* 没有定义设备号 */
            ret = alloc_chrdev_region(&dev.devid,0,CDEV_CONT,DTSLED_NAME);/* 申请设备号 */
            if(ret < 0)
                goto fail_devid;
    		dev.major = MAJOR(dev.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */
    		dev.minor = MINOR(dev.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */
    	}
    	printk("dev major=%d,minor=%d\r\n",dev.major, dev.minor);	
    	
    	/* 2、初始化cdev */
    	dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    	cdev_init(&dev.cdev, &dev_fops);
    	
    	/* 3、添加一个cdev */
        ret = cdev_add(&dev.cdev, dev.devid, CDEV_CONT);\
        if(ret)
            goto fail_cdevadd;
    	/* 4、创建类 */
    	dev.class = class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);
    	if (IS_ERR(dev.class)) { 
    		ret =  PTR_ERR(dev.class);
            goto fail_class;
    	}
    
    	/* 5、创建设备 */
    	dev.device = device_create(dev.class, NULL, dev.devid, NULL, DTSLED_NAME);
    	if (IS_ERR(dev.device)) { 
    		ret = PTR_ERR(dev.device);
            goto fail_device;
    	}
    	
    	return 0;
    
    fail_device:
        class_destroy(imx6uirq.class);
    fail_class:
        cdev_del(&imx6uirq.cdev);
    fail_cdevadd:
        unregister_chrdev_region(imx6uirq.devid,IRQ_CONT);
    fail_devid:
            return ret;
    }
    
    /* * @description : 驱动出口函数 * @param : 无 * @return : 无 */
    static void __exit cdev_exit(void)
    { 
        /* 删除cdev */
    	cdev_del(&dev.cdev);
        /* 注销设备号 */
    	unregister_chrdev_region(dev.devid, CDEV_CONT); 
        /*摧毁设备*/
    	device_destroy(dev.class, dev.devid);
        /*摧毁类*/
    	class_destroy(dev.class);
    }
    
    module_init(cdev_init);			/*驱动入口*/
    module_exit(cdev_exit);  		/*驱动出口*/
    MODULE_LICENSE("GPL");
    MODULE_AUTHOR("qingmu");  		/*作者*/

# 2、总结流程为 #

①、字符设备出入口函数的编写

static int __init cdev_init(void)
    { 
    	return 0;
    }
    
    
    static void __exit cdev_exit(void)
    { 
    }
    module_init(cdev_init);			/*驱动入口*/
    module_exit(cdev_exit);			/*驱动出口*/
    MODULE_LICENSE("GPL");
    MODULE_AUTHOR("qingmu"); 		/*作者*/

②：字符设备前奏： 字符设备结构体的创建以及操作函数的集合

字符设备结构体的创建

/* 设备结构体 */
    struct cdev_dev{ 
    	dev_t devid;				/* 设备号 */
    	struct cdev cdev;			/* cdev */
    	struct class *class;		/* 类 */
    	struct device *device;		/* 设备 */
    	int major;					/* 主设备号 */
    	int minor;					/* 次设备号 */
    };

操作函数的集合：

/* * @description : 打开设备 * @param - inode : 传递给驱动的inode * @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量 * 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。 * @return : 0 成功;其他 失败 */
    static int dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
    { 
    	filp->private_data = &dev; /* 设置私有数据 */
    	return 0;
    }
    
    /* * @description : 从设备读取数据 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符) * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区 * @param - cnt : 要读取的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败 */
    static ssize_t dev_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
    { 
    	return 0;
    }
    
    /* * @description : 向设备写数据 * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符 * @param - buf : 要写给设备写入的数据 * @param - cnt : 要写入的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败 */
    static ssize_t dev_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
    { 
    	return 0;
    }
    
    /* * @description : 关闭/释放设备 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符) * @return : 0 成功;其他 失败 */
    static int dev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
    { 
    	return 0;
    }
    
    /* 设备操作函数 */
    static struct file_operations dev_fops = { 
    	.owner = THIS_MODULE,
    	.open = dev_open,
    	.read = dev_read,
    	.write = dev_write,
    	.release = 	dev_release,
    };

③：字符设备注册流程

int ret;
    	/* 注册字符设备驱动 */
    	/* 1、创建设备号 */
        dev.major=0;
    	if (dev.major) { 		/* 定义了设备号 */
    		dev.devid = MKDEV(dev.major, 0);
            ret=register_chrdev_region(imx6uirq.devid,IRQ_CONT,IRQ_NAME);
            if(ret)
                goto fail_devid;
    	} else { 						/* 没有定义设备号 */
            ret = alloc_chrdev_region(&dev.devid,0,CDEV_CONT,DTSLED_NAME);/* 申请设备号 */
            if(ret < 0)
                goto fail_devid;
    		dev.major = MAJOR(dev.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */
    		dev.minor = MINOR(dev.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */
    	}
    	printk("dev major=%d,minor=%d\r\n",dev.major, dev.minor);	
    	
    	/* 2、初始化cdev */
    	dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    	cdev_init(&dev.cdev, &dev_fops);
    	
    	/* 3、添加一个cdev */
        ret = cdev_add(&dev.cdev, dev.devid, CDEV_CONT);\
        if(ret)
            goto fail_cdevadd;
    	/* 4、创建类 */
    	dev.class = class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);
    	if (IS_ERR(dev.class)) { 
    		ret =  PTR_ERR(dev.class);
            goto fail_class;
    	}
    
    	/* 5、创建设备 */
    	dev.device = device_create(dev.class, NULL, dev.devid, NULL, DTSLED_NAME);
    	if (IS_ERR(dev.device)) { 
    		ret = PTR_ERR(dev.device);
            goto fail_device;
    	}
    	
    	return 0;
    
    fail_device:
        class_destroy(imx6uirq.class);
    fail_class:
        cdev_del(&imx6uirq.cdev);
    fail_cdevadd:
        unregister_chrdev_region(imx6uirq.devid,IRQ_CONT);
    fail_devid:
            return ret;

非常的简单，后续的按键，灯等等一些字符驱动注册的流程基本一致。