Linux设备驱动程序系列（二） 字符设备驱动程序（1）

我们的字符设备驱动的自定义头文件
#ifndef_DEMO_H_
#define_DEMO_H_

#include<linux/ioctl.h>/*neededforthe_IOWetcstuffusedlater*/

/********************************************************
*Macrostohelpdebugging
********************************************************/
#undefPDEBUG/*undefit,justincase*/
#ifdefDEMO_DEBUG
#ifdef__KERNEL__
#definePDEBUG(fmt,args...)printk(KERN_DEBUG"DEMO:"fmt,##args)
#else//usrspace
#definePDEBUG(fmt,args...)fprintf(stderr,fmt,##args)
#endif
#else
#definePDEBUG(fmt,args...)/*notdebugging:nothing*/
#endif

#undefPDEBUGG
#definePDEBUGG(fmt,args...)/*nothing:it'saplaceholder*/

//设备号
#defineDEMO_MAJOR224
#defineDEMO_MINOR0
#defineCOMMAND11
#defineCOMMAND22

//设备结构
structDEMO_dev
{
	structcdevcdev;	/*Chardevicestructure		*/
};

//函数申明
ssize_tDEMO_read(structfile*filp,char__user*buf,size_tcount,
loff_t*f_pos);
ssize_tDEMO_write(structfile*filp,constchar__user*buf,size_tcount,
loff_t*f_pos);
loff_tDEMO_llseek(structfile*filp,loff_toff,intwhence);
intDEMO_ioctl(structinode*inode,structfile*filp,
unsignedintcmd,unsignedlongarg);

#endif/*_DEMO_H_*/

1:#defineDEMO_MAJOR224

2:#defineDEMO_MINOR0

这里分别为主设备号、次设备号的定义。至于主次设备号的用处一会在源代码里面解释，这里提醒一下。

下面有很多的函数声明，这些函数是写驱动程序都应该有的，接下来解释具体实现。

下面为源文件demo.c

1:#include<linux/module.h>

2:#include<linux/kernel.h>

3:#include<linux/fs.h>

4:#include<linux/errno.h>

5:#include<linux/types.h>

6:#include<linux/fcntl.h>

7:#include<linux/cdev.h>

8:#include<linux/version.h>

9:#include<linux/vmalloc.h>

10:#include<linux/ctype.h>

11:#include<linux/pagemap.h>

12:

13:#include"demo.h"

14:

15:MODULE_AUTHOR("sunnysun");

16:MODULE_LICENSE("DualBSD/GPL");

17:

18:structDEMO_dev*DEMO_devices;

19:staticunsignedchardemo_inc=0;

20:staticu8demoBuffer[256];

这里首先列出的是各种头文件、以及结构体定义、变量定义和宏调用。

头文件再用到里面内容的时候具体说明，如果你好奇也可以直接去我给出的网址看源代码。

MODULE_AUTHOR("sunnysun");

MODULE_LICENSE("DualBSD/GPL");

这里的两个宏来自

#include<linux/module.h>

第一个宏声明模块作者是谁，关于第二个宏为内核认识的特定许可有,"GPL"(适用GNU通用公共许可的任何版本),

"GPLv2"(只适用GPL版本2),"GPLandadditionalrights","DualBSD/GPL","DualMPL/GPL",和"Proprietary".除非你的

模块明确标识是在内核认识的一个自由许可下,否则就假定它是私有的,内核在模块加载时被"弄污浊"了。

关于类似的宏有以下：

MODULE_DESCRIPION(一个人可读的关于模块做什么的声明),

MODULE_VERSION(一个代码修订版本号;看<linux/module.h>的注释以便知道创建版本字串使用的惯例),

MODULE_ALIAS(模块为人所知的另一个名子),

MODULE_DEVICE_TABLE(来告知用户空间,模块支持那些设备).

下面说一下：

structDEMO_dev*DEMO_devices;

可以看到这个结构体来自demo.h头文件

structDEMO_dev

{

structcdevcdev;/*Chardevicestructure*/

};

看到这会感觉这个structcdev从那跑出来的，其实这个结构体正是Linux下的字符设备的结构体，chardevice的简写。

到Linux内核中找到linux/include/linux/cdev.h可以找到这个结构体的实现：

1:structcdev{

2:structkobjectkobj;

3:structmodule*owner;//所属模块

4:conststructfile_operations*ops;

5://文件操作结构，在写驱动时，其结构体内的大部分函数要被实现

6:structlist_headlist;

7:dev_tdev;//设备号

8:unsignedintcount;

9:};

看这个结构体的时候，又发现了新结构体kobject

这个结构体稍后说明，先说明structcdev的使用。下面一组函数用来对cdev结构体进行操作：

voidcdev_init(structcdev*,conststructfile_operations*);

初始化，建立cdev和file_operation之间的连接。

structcdev*cdev_alloc(void);

voidcdev_put(structcdev*p);

intcdev_add(structcdev*,dev_t,unsigned);

voidcdev_del(structcdev*);

intregister_chrdev_region(dev_tfrom,unsignedcount,constchar*name)

intalloc_chrdev_region(dev_t*dev,unsignedbaseminor,unsignedcount,constchar*name)

voidunregister_chrdev_region(dev_tfrom,unsignedcount)

register_chrdev_region()－－>cdev_add()//此过程在加载模块中

cdev_del()-->unregister_chrdev_region()//此过程在卸载模块中

#include<linux/cdev.h>

intcdev_add(structcdev*p,dev_tdev,unsignedcount);

1:/**

2:*cdev_add()-addachardevicetothesystem

3:*@p:thecdevstructureforthedevice

4:*@dev:thefirstdevicenumberforwhichthisdeviceisresponsible

5:*@count:thenumberofconsecutiveminornumberscorrespondingtothis

6:*device

7:*

8:*cdev_add()addsthedevicerepresentedby@ptothesystem,makingit

9:*liveimmediately.Anegativeerrorcodeisreturnedonfailure.

10:*/

11:intcdev_add(structcdev*p,dev_tdev,unsignedcount)

12:{

13:p->dev=dev;

14:p->count=count;

15:returnkobj_map(cdev_map,dev,count,NULL,exact_match,exact_lock,p);

16:}