linux设备驱动之字符设备驱动模型（2）

　　在上一篇中我们已经了解了字符设备驱动的原理，也了解了应用层调用内核函数的机制，但是我们每次操作设备，都必须首先通过mknod命令创建一个设备文件名，比如说我们要打开u盘，硬盘等这些设备，难道我们还要自己创建，就如同刘老师常说的一句话，这也太山寨了吧，所以我们今天我们来点比较专业的，让函数帮我们自动创建；

　　在Linux 下，设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，总线有PCI、USB、I2C、SPI 等等，总线是处理器和设备之间的通道，在设备模型中，所有的设备都通过总线相连，一总线来管理设备和驱动函数；

　　因此我们先了解一下sys下的目录

　　block：用于管理块设备，系统中的每一个块设备会在该目录下对应一个子目录;

　　bus：用于管理总线，没注册一条总线，在该目录下有一个对应的子目录，其中，每个总线子目录下会有两个子目录：devices和drivers。

　　devices包含里系统中所有属于该总线的的设备。

　　drivers包含里系统中所有属于该总线的的驱动。

　　class：将系统中的设备按功能分类。

　　devices：该目录提供了系统中设备拓扑结构图。

　　dev：该目录已注册的设备节点的视图。

　　kernel：内核中的相关参数。

　　module：内核中的模块信息。

　　fireware：内核中的固件信息。

　　Fs：描述内核中的文件系统。

　　下面的代码是我们在sys/class中创建一个名为dog的类，然后在创建一个设备（wangcai）；

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("bunfly");

struct class *dog;
struct device *wangcai;

int bunfly_init()
{
    dog = class_create(THIS_MODULE, "dog");//创建一个dog类
    if(IS_ERR(dog)) {
        PTR_ERR(dog);
        return 1;
    }
    
    wangcai = device_create(dog, NULL, MKDEV(9, 0), NULL, "wangcai%d", 1);//创建一个名为旺财的设备
    if(IS_ERR(wangcai)) {
        PTR_ERR(wangcai);
        return 1;
    }

    return 0;
}

int bunfly_exit()
{
    printk("this is bunfly_exit\n");

    return 0;
}

module_init(bunfly_init);
module_exit(bunfly_exit);
 

 

　　在实际的工作中我们一般都不需要创建类，设备等，linux系统都为常见的设备分好了类，而设备厂商都已经提供了，我们做的就是来驱动这些设备；在sys/class类中我们经常用的就是misc（杂项类）

　　杂项设备也是在嵌入式系统中用得比较多的一种设备驱动，其定义如下：

 

 struct device;  
  
struct miscdevice  {  
        int minor;  //次设备号
        const char *name;  //设备名
        const struct file_operations *fops;//文件操作  
        struct list_head list;  //形成链表
        struct device *parent;  
        struct device *this_device;  
        const char *nodename;  
        mode_t mode;  
};  
  
extern int misc_register(struct miscdevice * misc);  //混杂设备注册
extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);  //混杂设备注销
  
#define MODULE_ALIAS_MISCDEV(minor)                             \  
        MODULE_ALIAS("char-major-" __stringify(MISC_MAJOR)      \  
        "-" __stringify(minor))  
#endif  

 

　　下面代码是在misc下注册一个名为bunfly_led的设备；插入模块后，在/dev下生成一个名为bunfly_led的设备名

　　

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/miscdevice.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("bunfly");

struct file_operations fops;//方法
struct miscdevice led;

int bunfly_init()
{
    led.name = "bunfly_led";//设备名
    led.fops = &fops;//关联方法
    misc_register(&led);//在杂项类中注册led

    return 0;
}

int bunfly_exit()
{
    printk("this is bunfly_exit\n");
    misc_deregister(&led);//注销

    return 0;
}

module_init(bunfly_init);
module_exit(bunfly_exit);
 

 

　　下面代码的功能是用ioctl（）函数控制led灯，格式：./ioctl /dev/bunfly_led 0 (灯亮)  | 1（灯灭）

 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

//输入 ./ioctl /dev/bunly_led 1(灯灭) : 0（灯亮）
int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc != 3) {
        printf("using %s <devname> 1:0\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    int fd = 0;
    fd = open(argv[2], O_RDWR);
    if(fd < 0) {
        perror("open");
        return 1;
    }    
    
    //argv【2】为字符，需要atoi转换为数字
    ioctl(fd, atoi(argv[2]));
    close(fd);
    return 0;
}

 

 　　内核中：

　　

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/gpio.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("bunfly");

int bunfly_open(struct inode *n, struct file *fp);
long bunfly_ioctl(struct file *fp, unsigned int num, unsigned long vlaue);
void led_on();
void led_off();

struct file_operations fops;//方法
struct miscdevice led;

unsigned long gpio_virt;
unsigned long *gpm4con, *gpm4dat;

int bunfly_init()
{
    fops.open = bunfly_open;//调用系统函数
    fops.unlocked_ioctl = bunfly_ioctl;
    
    gpio_virt = ioremap(0x11000000, SZ_4K);//led物理地址到虚拟地址的映射
     gpm4con = gpio_virt + 0x02e0;
     gpm4dat = gpio_virt + 0x02e4;

    led.name = "bunfly_led";
    led.fops = &fops;
    misc_register(&led);//注册杂项类设备led

    return 0;
}

int bunfly_exit()
{
    printk("this is bunfly_exit\n");
    misc_deregister(&led);//注销设备

    return 0;
}

module_init(bunfly_init);
module_exit(bunfly_exit);
 
int bunfly_open(struct inode *n, struct file *fp)
{
    printk("this is bunfly_open\n");
    return 0;
}

long bunfly_ioctl(struct file *fp, unsigned int num, unsigned long vlaue)
{
    if(num == 0) {
        led_on();
    }
    else {
        if(num == 1) {
            led_off();
        }
        else {
            printk("unkonw command %d\n", num);
        }
    }
    
    return 0;
}

void led_on()
{
    *gpm4con &= ~0xffff;
    *gpm4con |= 0x1111;
    *gpm4dat = 0x0;
}

void led_off()
{
    *gpm4con &= ~0xffff;
    *gpm4con |= 0x1111;
    *gpm4dat = 0xf;

}