2.6内核字符设备驱动程序解析
2014-06-06 20:31
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从上到下,一个软件系统可以分为:应用程序, 库, 操作系统, 驱动程序。开发人员可以专注于自己熟悉的部分,对于相邻层,只需要了解它的接口,无需关注它的实现细节。这四层软件的协作关系如下:
字符设备的驱动开发是最基础的。对于学习嵌入式Linux的人而言,它是一个很好的入口。
字符设备是能够像字节流一样被访问的设备,就是说它的读写是以字节为单位的。
以下程序是基于2.6内核的字符设备驱动程序的例子,它创建了一个字符设备,我们也写了一个用户态下的程序去测试这个字符设备。
register_chrdev_region(dev_t first,unsigned int count,char *name)函数: First :要分配的设备编号范围的初始值(次设备号常设为0);
Count:连续编号范围.
Name:编号相关联的设备名称. (/proc/devices);
Makefile代码如下:
使用make通过后我们将它插入内核:
#sudo insmod chardev.ko
在使用测试程序前我们要创建一个字符设备:
#mknod /dev/chardev0 c 251 0
测试程序代码如下:
运行程序:
#sudo ./测试程序
Read: 111
看一下内核信息:
#dmesg
最后几行信息如下:
nn = 0
buffer = 1111111111
n = 0
to = 111
这就说明设备注册正确,从用户到内核copy_from_user和从内核到用户copy_to_user都顺利完成了。
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以下程序是基于2.6内核的字符设备驱动程序的例子,它创建了一个字符设备,我们也写了一个用户态下的程序去测试这个字符设备。
register_chrdev_region(dev_t first,unsigned int count,char *name)函数: First :要分配的设备编号范围的初始值(次设备号常设为0);
Count:连续编号范围.
Name:编号相关联的设备名称. (/proc/devices);
#include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/sched.h> #include <asm/uaccess.h> MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("lan"); #define DP_MAJOR 251//主设备号 #define DP_MINOR 0 //次设备号 static int char_read(struct file *filp, char __user *buffer, size_t, loff_t*); static int char_open(struct inode*, struct file*); static int char_write(struct file *filp, const char __user *buffer, size_t, loff_t*); static int char_release(struct inode*, struct file*); static int chropen; struct cdev *chardev; static int len; static char *to; static const struct file_operations char_ops={ .read = char_read, .write = char_write, .open = char_open, .release = char_release, }; static int __init char_init(void) { dev_t dev; printk(KERN_ALERT"Initing......\n"); dev = MKDEV(DP_MAJOR, DP_MINOR); chardev = cdev_alloc(); if(chardev == NULL){ return -1; } if(register_chrdev_region(dev, 10, "chardev")){ printk(KERN_ALERT"Register char dev error\n"); return -1; } chropen = 0; len = 0; cdev_init(chardev, &char_ops); if(cdev_add(chardev, dev, 1)){ printk(KERN_ALERT"Add char dev error!\n"); } return 0; } static int char_open(struct inode *inode, struct file *file) { if(chropen == 0) chropen++; else{ printk(KERN_ALERT"Another process open the char device\n"); return -1; } try_module_get(THIS_MODULE); return 0; } static int char_release(struct inode *inode,struct file *file) { chropen--; module_put(THIS_MODULE); return 0; } static int char_read(struct file *filp,char __user *buffer,size_t length,loff_t *offset) { unsigned long nn; nn = copy_to_user(buffer, to, length); printk("nn = %ld\n", nn); printk("buffer = %s\n", buffer); return length; } static int char_write(struct file *filp, const char __user *buffer, size_t length, loff_t *offset) { unsigned long n; to = (char *)kmalloc((sizeof(char)) * (length+1), GFP_KERNEL); memset(to, '\0', length+1); n = copy_from_user(to, buffer, length); printk("n = %ld\n", n); printk("to = %s\n", to); return length; } static void __exit module_close(void) { len=0; printk(KERN_ALERT"Unloading..........\n"); unregister_chrdev_region(MKDEV(DP_MAJOR,DP_MINOR),10); cdev_del(chardev); } module_init(char_init); module_exit(module_close); |
obj-m += chardev.o all: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean |
#sudo insmod chardev.ko
在使用测试程序前我们要创建一个字符设备:
#mknod /dev/chardev0 c 251 0
测试程序代码如下:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> int main(int args, char *argv[]) { int testdev; int i, rf = 0; char buf[15]; memset(buf, '\0', 15); testdev = open("/dev/chardev0", O_RDWR); if(testdev == -1){ perror("open\n"); exit(0); } if((write(testdev, "1111111111", 10)) < 0){ perror("Write error!\n"); exit(0); } close(testdev); printf("write finish!\n"); testdev = open("/dev/chardev0", O_RDWR); rf = read(testdev, buf, 3); if(rf < 0) perror("read error\n"); printf("Read: %s\n", buf); close(testdev); return 0; } |
#sudo ./测试程序
Read: 111
看一下内核信息:
#dmesg
最后几行信息如下:
nn = 0
buffer = 1111111111
n = 0
to = 111
这就说明设备注册正确,从用户到内核copy_from_user和从内核到用户copy_to_user都顺利完成了。
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