Linux学习：字符设备框架

一.系统功能框架：

U-boot : 启动内核

linux kernel: 启动应用

应用：　open，read，write 都是通过C库实现，汇编就相当于swi val,引发中断，通过系统调用接口在异常中断调用不同处理函数(VFS)。

二.字符设备驱动框架：

1.编写驱动：open , read, write 等功能函数的实现:

　　　static int led_drv_open(struct inode *inode, struct file *file){
　　　　　　printk("led_drv_open ");
　　　　　　return 0;

　　　}

　　　static int led_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t* ppos){
　　　　　　printk("led_drv_write ");
　　　　　　return 0;
　　　}

2.注册驱动：

　　①构造file_operations结构：　　
　　　　　　static struct file_operation led_drv_fops = {
　　　　　　　　.owner = THIS_MODULE,
　　　　　　　　.open = led_drv_open,
　　　　　　　　.write = led_drv_write,
　　　　　　}

　　②注册驱动：
　　　　入口函数：　

　　　　　　　　 int major;　
　　　　　　　　　int led_drv_init(void){
　　　　　　　　　　　　major = register_chrdev(0, "led_drv", &led_drv_fops); //注册字符设备,major-主设备号　mior-次设备号，app根据设备类型和主设备号调用具体驱动。
　　　　　　　　　　　　//创建设备节点：
　　　　　　　　　　　　//... class_create(THIS_MODULE, "led_drv");
　　　　　　　　　　　　//... clase_device_create(...);
　　　　　　　　　　　　return 0;
　　　　　　　　　}
　　　　修饰入口函数：　module_init(led_drv_init);
　　　　
　　　　出口函数：void led_drv_exit(void){
　　　　　　　　　　　　unregister_chrdev(major, "led_drv");
　　　　　　　　　}
　　　　修饰出口函数：　module_exit(led_drv_exit);

　　③编译：

　　　　　　Makefile :

　　　　　　　　KERN_DIR=/work/system/linux-2.6.22.6 //本地编译过的linux源码目录
　　　　　　　　all:
　　　　　　　　　　　　make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
　　　　　　　　clean:
　　　　　　　　　　　　make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
　　　　　　　　　　　　rm -rf modules.order
　　　　　　　　obj-m　　+= led_drv.o

　　④加载：

　　　　　　insmod led_drv.ko
　　　　　　cat /proc/devices

三．參考代碼：

驱动程序：first_drv.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>

static struct class *firstdrv_class;
static struct class_device    *firstdrv_class_dev;

volatile unsigned long *gpfcon = NULL;
volatile unsigned long *gpfdat = NULL;


static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    //printk("first_drv_open
");
    /* 配置GPF4,5,6为输出 */
    *gpfcon &= ~((0x3<<(4*2)) | (0x3<<(5*2)) | (0x3<<(6*2)));
    *gpfcon |= ((0x1<<(4*2)) | (0x1<<(5*2)) | (0x1<<(6*2)));
    return 0;
}

static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
    int val;

    //printk("first_drv_write
");

    copy_from_user(&val, buf, count); //    copy_to_user();

    if (val == 1)
    {
        // 点灯
        *gpfdat &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
    }
    else
    {
        // 灭灯
        *gpfdat |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6);
    }
    
    return 0;
}

static struct file_operations first_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,    /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
    .open   =   first_drv_open,     
    .write    =    first_drv_write,       
};


int major;
static int first_drv_init(void)
{
    major = register_chrdev(0, "first_drv", &first_drv_fops); // 注册, 告诉内核

    firstdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "firstdrv");

    firstdrv_class_dev = class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz"); /* /dev/xyz */

    gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
    gpfdat = gpfcon + 1;

    return 0;
}

static void first_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(major, "first_drv"); // 卸载

    class_device_unregister(firstdrv_class_dev);
    class_destroy(firstdrv_class);
    iounmap(gpfcon);
}

module_init(first_drv_init);
module_exit(first_drv_exit);


MODULE_LICENSE("GPL");

测试程序：firstdrvtest.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

/* firstdrvtest on
  * firstdrvtest off
  */
int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    int val = 1;
    fd = open("/dev/xyz", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!
");
    }
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage :
");
        printf("%s <on|off>
", argv[0]);
        return 0;
    }

    if (strcmp(argv[1], "on") == 0)
    {
        val  = 1;
    }
    else
    {
        val = 0;
    }
    
    write(fd, &val, 4);
    return 0;
}

Makefile:

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 

clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order

obj-m    += first_drv.o

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