第四季--上学期--专题10-字符设备驱动模型--01字符设备驱动使用

字符数神奇驱动程序的使用

1、编译/安装驱动

（1）Makefile编写

obj-m := memdev.o
KDIR := /home/S5-driver/lesson7/linux-tiny6410/
all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm
clean:
    rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.bak *.order

（2）编写内核程序文件

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>


int dev1_registers[5]; //模拟出来两个寄存器进行操作
int dev2_registers[5];

struct cdev cdev; 
dev_t devno;

/*文件打开函数*/
int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    
    /*获取次设备号*/
    int num = MINOR(inode->i_rdev);
    
    if (num==0)
        filp->private_data = dev1_registers;
    else if(num == 1)
        filp->private_data = dev2_registers;
    else
        return -ENODEV;  //无效的次设备号
    
    return 0; 
}

/*文件释放函数*/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  return 0;
}

/*读函数*/
static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
  unsigned long p =  *ppos;
  unsigned int count = size;
  int ret = 0;
  int *register_addr = filp->private_data; /*获取设备的寄存器基地址*/

  /*判断读位置是否有效*/
  if (p >= 5*sizeof(int))
    return 0;
  if (count > 5*sizeof(int) - p)
    count = 5*sizeof(int) - p;

  /*读数据到用户空间*/
  if (copy_to_user(buf, register_addr+p, count))
  {
    ret = -EFAULT;
  }
  else
  {
    *ppos += count;
    ret = count;
  }

  return ret;
}

/*写函数*/
static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
  unsigned long p =  *ppos;
  unsigned int count = size;
  int ret = 0;
  int *register_addr = filp->private_data; /*获取设备的寄存器地址*/
  
  /*分析和获取有效的写长度*/
  if (p >= 5*sizeof(int))
    return 0;
  if (count > 5*sizeof(int) - p)
    count = 5*sizeof(int) - p;
    
  /*从用户空间写入数据*/
  if (copy_from_user(register_addr + p, buf, count))
    ret = -EFAULT;
  else
  {
    *ppos += count;
    ret = count;
  }

  return ret;
}

/* seek文件定位函数 */
static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{ 
    loff_t newpos;

    switch(whence) {
      case SEEK_SET: 
        newpos = offset;
        break;

      case SEEK_CUR: 
        newpos = filp->f_pos + offset;
        break;

      case SEEK_END: 
        newpos = 5*sizeof(int)-1 + offset;
        break;

      default: 
        return -EINVAL;
    }
    if ((newpos<0) || (newpos>5*sizeof(int)))
        return -EINVAL;
        
    filp->f_pos = newpos;
    return newpos;

}

/*文件操作结构体*/
static const struct file_operations mem_fops =
{
  .llseek = mem_llseek,
  .read = mem_read,
  .write = mem_write,
  .open = mem_open,
  .release = mem_release,
};

/*设备驱动模块加载函数*/
static int memdev_init(void)
{
  /*初始化cdev结构*/
  cdev_init(&cdev, &mem_fops);
  
  /* 注册字符设备 */
  alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");
  cdev_add(&cdev, devno, 2);
}

/*模块卸载函数*/
static void memdev_exit(void)
{
  cdev_del(&cdev);   /*注销设备*/
  unregister_chrdev_region(devno, 2); /*释放设备号*/
}

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);

2、创建设备文件

（3）直接make即可生成memdev.ko

（4）insmod memdev.ko

（5）rmmod memdev.ko

（6）应用程序如何找到这个设备驱动程序呢？？

字符设备文件是连接用户态和内核态的桥梁。用户态可以把数据发送给设备文件，设备文件再发送控制给内核驱动。

创建字符设备文件的方式：、

①mknod  /dev/123456 c 主设备号  次设备号

②使用函数在驱动程序中创建。

③如何查看驱动程序的主设备号呢？

cat /proc/devices

 

 

3、访问设备

 

（7）编写用户态程序

write-mem.c

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

int main()
{
    int fd = 0;
    int src = 2013;
    
    /*打开设备文件*/
    fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
    /*写入数据*/
    write(fd, &src, sizeof(int));
    
    /*关闭设备*/
    close(fd);  
    return 0;    

}

注意，交叉编译的时候需要使用静态编译链接的方式。

read-mem.c

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

int main()
{
    int fd = 0;
    int dst = 0;
    
    /*打开设备文件*/
    fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
    /*写入数据*/
    read(fd, &dst, sizeof(int));
    printf("dst is %d\n",dst);
    /*关闭设备*/
    close(fd);
    return 0;
}