linux的驱动开发——字符设备驱动

1.字符设备驱动

$\qquad$ 字符设备驱动是最基本，最常用的设备。它将千差万别的硬件设备采用统一的接口封装起来，屏蔽了硬件的差异，简化了应用层的操作。

2.描述所有字符设备的结构体

$\qquad$ 描述所有字符设备的结构体在linux内核目录下的\include\linux\cdev.h中，结构体为：

struct cdev {struct kobject kobj;struct module *owner;const struct file_operations *ops;struct list_head list;dev_t dev;   //设备号unsigned int count;   //设备个数
};

$\qquad$ cdev结构体中的struct file_operations位于linux内核目录下的\include\linux\fs.h中，除了第一个结构体变量是结构体指针，其它的都是函数指针。我们称struct file_operations为提供给应用层的操作方法集。
$\qquad$ dev_t用于唯一的标识设备的号码，也是内核设备管理驱动设备的唯一标识符。其一系列定义如下，所以dev_t是32位无符号整型。设备号：主设备号+次设备号

typedef __kernel_dev_t		dev_t;
typedef __u32 __kernel_dev_t;
typedef unsigned int __u32;

MAJOR(dev_t dev)  //从设备号中提取主设备号
MINOR(dev_t dev)  //从设备号中提取次设备号
MKDEV(int ma,int mi)  //主次设备号合成设备号

3.编写字符设备驱动

3.1为cdev结构体分配空间

$\qquad$ cdev结构体分配内存空间，内核内存空间分配函数cdev_alloc()
$\qquad$ 功能：为cdev结构体分配空间
$\qquad$ 参数：void
$\qquad$ 返回值：成功就返回分配到的结构体地址；失败就返回NULL

struct cdev *cdev_alloc(void)
{struct cdev *p = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);if (p) {INIT_LIST_HEAD(&p->list);kobject_init(&p->kobj, &ktype_cdev_dynamic);}return p;
}

3.2初始化cdev结构体

$\qquad$ cdev结构体初始化，初始化函数cdev_init()

$\qquad$ 功能：初始化cdev设备
$\qquad$ 参数：第一个参数：cdev结构体指针；第二个参数：操作方法集的指针
$\qquad$ 返回值：void

void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
{memset(cdev, 0, sizeof *cdev);INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);cdev->ops = fops;
}

3.3添加（注册）字符设备到内核中，由内核统一管理

$\qquad$ 函数：int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
$\qquad$ 功能：添加字符设备到内核
$\qquad$ 参数：第一个参数：结构体指针；第二个参数：设备号；第三个参数：设备个数
$\qquad$ 返回值：成功返回0；失败返回错误码

int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
{int error;p->dev = dev;p->count = count;error = kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL,exact_match, exact_lock, p);if (error)return error;kobject_get(p->kobj.parent);return 0;
}