Linux字符设备驱动编写基本流程

---简介Linux下的MISC简单字符设备驱动程序使用方便，但不够灵活。
只能创建关键设备号为10的设备文件。
字符设备相对容易理解，大多数简单的硬件设备都可以通过文件系统中的名称来读取。
这些名称是文件系统中的特殊文件或简单节点，称为设备文件和文件系统。
它们通常位于/dev/目录中。
用ls查看会发现是一个字符设备文件crw--w----1roottty4,04month1411:05tty0。
第一个数字是主设备号，第二个数字是次设备号。
---分配和颁发设备号1)安装字符设备驱动程序时，必须首先获取设备号。
为此目的所需的函数是register_chrdev_region，在linux/fs.h:int中声明。
ev_region(dev_tfirst,unsignedintcount,char*name);第一个是您要分配的初始设备编号，之前的第二个编号通常为0，而计数是您请求的连续设备编号的总数。
如果计数太大，就会溢出到下一个主设备号。
name是设备的名称，它将出现在/proc/devices和sysfs中。
如果操作成功则返回0，如果失败则返回负错误代码。
2）如果明确设备号可用，则前面的方法是可以的，否则我们可以使用内核动态分配的设备号intalloc_chrdev_region(dev_t*dev,unsignedintfirstminor,unsignedintcount,char*devisone);仅输出参数，FirstMinerRequest是第一个参数。
用于计数和的辅助数字名称函数如上1)对于新驱动，最好的方式是动态分配3)释放设备号，voidunregister_chrdev_region(dev_tfirstunsignedintcount);---文件操作file_operation结构体，内部多个设备特定操作函数相连。
该变量内部的函数指针指向驱动程序中的具体操作，如果没有相应的操作，该指针将被设置为NULL。
1）fops的第一个成员是structmodule*owner，通常设置为THIS_MODULE。
宏在linux/module.h中定义。
用于防止模块在其操作仍在使用时被卸载。
2)loff_t(*llseek)(structfile*,loff_t,int);该方法用于更改文件当前的读/写状态并返回到新状态。
3)ssize_t(*read)(structfile*,char__user*,size_t,loff_t*);该函数用于从设备文件中读取数据，如果读取成功则返回读取的字节数。
4)ssize_t(*write)(structfile*,constchar__user*,size_t,loff_t*);该函数用于向设备写入数据，如果成功，则返回写入的字节数。
5)int(*ioctl)(结构节点*,结构文件*,unsignedint,unsignedlong);ioctl系统调用提供了一种发出设备特定命令的方法。
6)int(*open)(结构节点*,结构文件*);对设备文件执行的第一个操作是打开设备文件。
7)int(*release)(结构节点*,结构文件*);释放文件结构函数指针。
通常，该结构体初始化如下：structfile_operationsfops={.owner=THIS_MODULE,.llseek=xxx_llseek,.read=xxx_read,.write=xxx_write,.ioctl=xxx_ioctl,.open=xxx_open,.release=xxx_release}；以上文件操作函数指针并未详尽，只是简单介绍了一些常用的操作。
---文件结构StructureFile定义在linux/fs.h中，是设备驱动程序中第二重要的数据结构。
这里的文件与用户空间程序中的FILE指针无关。
第一个位于内核空间，后者位于用户控件中。
文件结构代表一个打开的文件。
（这不是特定于设备驱动程序；系统中每个打开的文件在内核空间中都有一个关联的结构文件）。
它是在打开时由内核创建的，可以传递给文件操作函数；在文件关闭后，内核释放这个数据结构。
1）模式_tf_模式。
设置文件读写模式2)loff_tf_ops。
当前读写状态3)unsignedintf_flags。
文件标志、O_RDONLY、O_NONBLOCK、4)structfile_operations*f_op。
关联文件操作5)NULL*PRIVATE_DATA。
open系统调用将此指针设置为NULL，指向已分配的数据。
6)structdentry*f_dentry。
与文件关联的目录条目daintree结构。
---inode结构inode结构由内核内部使用来表示文件。
这与表示打开文件描述符的文件结构不同。
inode结构包含有关文件的大量信息。
作为一般规则，此结构中只有两个成员对驱动程序代码有影响。
Dev_Ti_Rdev。
对于代表设备文件的节点，该成员包含实际的设备号。
structcdev*i_cdev。
代表字符设备的内核内部结构。
---字符设备注册内核在调用你的设备操作之前，可以设置一个或多个structcdev.structcdev*my_cdev=cdev_alloc();my_cdev-ops=my_fops;写道，分配并注册它或将其定义为常量。
要初始化定义的cdev变量，可以使用特殊函数或上述方法。
cdev_init(my_cdev,my_fops);其实上面的两行代码就实现了这个功能。
最后告诉内核是哪个cdev。
cdev_add(structcdev*dev,dev_tnum,unsignedintcount);/*上面的总结基本介绍了设备文件相关的结构数据以及注册、销毁方法等操作相关的函数。
主要是设计具体的操作函数，实现具体的逻辑操作*/以下代码编译发布于《AndroidHAL与驱动开发深度探索-李宁》LED驱动#include#include#引用自include#包括＃。
include#include#include#deifneDEVICE_NAME"s3c6410_leds"#defineDEVICE_COUNT1#defineS3C6410_LEDS_MAJOR0#defineS3C6410_LEDS_MINOR234#definePARAM_SIZE3staticintmajar=S3C6410_LEDS_MAJOR;staticintminor=S3C6410_LEDS_MINOR;staticdev_tdev_number;staticintleds_state=1;staticchar*params[]={"string1","string2","string3"};staticiintparam_size=PARAM_SIZE;staticstructclass*LEDs_class=NULL;staticints3c6410_leds_ioctl(structfile*file,unsignedintcmd,unsignedlongarg){switch(cmd){unsignedtmp;case0:case1:if(arg4)return-EINVAL;tmp=ioread32(S3C64XX_GPMDAT);if(cmd==1)tmp=(~(1arg));elsetmp|=(1arg);iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMDAT);return0;默认:return-EINVAL;}}staticssize_ts3c6410_leds_写(structfile*文件，constchar__user*buf，size_tcount，loff_t*ppos){unsignedtmp=count;unsignedlongi=0;memset(mem,0,4);if(count4)tmp=4;if(copy_from_user(mem),buf,tmp))RETURN-EFAULT;else{for(i=0;i4;i++){tmp=ioread32(S3C64XX_GPMDAT);if(mem[i]=='1')tmp=(~(1i));elsetmp|=(1i);iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMDAT);}returncount;}}staticstructfile_operationsdev_fops={.owner=THIS_MODULE,.unlocked_ioctl=s3c6410_leds_ioctl,.write=s3c6410_leds_write};staticstructcdevleds_cdev;staticintleds_create_device(void)gister_chrdev_region(dev_number,DEVICE_COUNT,DEVICE_NAME);if(err0){printk(KERN_WANRING"register_chrdev_regionerrorn");returnerr}}else{err=alloc_chrdev_region(leds_cdev.dev,10,DEVICE_COUNT,DEVICE_NAME);if(err0){printk(KERN_WARNING"alloc_chrdev_regionerrorn");returnerr;}MAJOR=MAJOR(leds_cdev.dev);MAJOR=MINOR(LEDs_cdev.dev);dev_number=leds_cdev.dev;}ret=cdev_add(leds_cdev,dev_number,DEVICE_COUNT);leds_class=class_create(THIS_MODULE,DEVICE_NAME);device_create(leds_class,NULL,dev_number,NULL,DEVICE_NAME);returnret;}staticvoidleds_init_gpm(intleds_default){inttmp=0;tmp=ioread32(S3C64XX_GPMCON);tmp=(~0xffff);tmp|=0x1111;iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMCON);tmp=ioread32(S3C64XX_GPMPUD);tmp=(~0XFF);tmp|=0xaa;iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMPUD);tmp=ioread32(S3C64XX_GPMDAT);tmp=(~0xf);tmp|=leds_default;iowrite32(tmp,S3C64XX_GPMDAT);}staticleds_init(void){intret;ret=leds_create_device();leds_init_gpm(~leds_state);printk(DEVICE_NAME"tinitializedn");returnret;}staticvoidleds_destroy_device(void){device_destroy(leds_class,dev_number);if(leds_class)class_destroy(leds_class);unregister_chrdev_region(dev_number,DEVICE_NAME);}staticvoidleds_exit(void){leds_destroy_device();printk(DEVICE_NAME"texitn");}module_init(leds_init);module_exit(leds_exit);module_param(leds_state,int,S_IRUGO|S_IWUSR);module_param_array(params,charp,?m_size,S_IRUGO|S_IWUSR);MODULE_LICENSE(“GPL”);MODULE_AUTHOR(“lined”);

Linux设备驱动系列（七）——真实的设备驱动程序

本文重点关注创建一个真实完整的Linux设备驱动程序，涵盖用户空间程序和内核驱动程序的实现。
结合前面介绍的设备驱动知识，将理论转化为实践，实现了一个能够存储和返回用户数据的设备驱动。
设备驱动程序的实现涉及几个关键步骤，首先需要实现内核空间程序（设备驱动程序）。
该驱动程序允许用户程序存储数据并在读取设备文件时返回先前保存的数据。
为了保证内核空间程序的功能，本文介绍了几个实用的函数。
第一个是kmalloc()/kfree()。
这两个函数实现了内核空间的动态内存管理。
kmalloc()分配内存，而kfree()释放内存但不删除以前写入的数据。
用户可以使用标志参数自定义内存管理行为。
为了解决用户态和内核态之间复制内存数据的问题，本文介绍了Copy_to_user()和Copy_from_user()函数。
这两个函数允许用户空间和内核空间之间的数据交换。
通常，Copy_to_user()用于将数据从用户空间传输到内核空间，而Copy_from_user()用于反向传输数据。
在设备驱动交互中，常见的系统调用包括open()、write()、read()和close()。
Open()打开设备文件write()用于写入数据，read()用于读取数据，close()用于关闭设备文件。
本文详细介绍了设备驱动程序中这些系统调用的实现过程以及如何通过这些调用与用户程序进行交互。
为了实现上述功能，需要编写设备驱动代码和用户空间程序代码。
设备驱动程序代码主要关注数据存储和检索机制，而用户空间程序通过系统调用与设备驱动程序交互。
最后，通过编译并运行这些代码，可以达到预期的性能效果，验证设备驱动的正确性和有效性。
完成这一系列的实际操作，不仅可以加深对Linux设备驱动原理的理解，还可以提高处理实际问题的能力，为后续的系统编程和设备开发工作打下坚实的基础。

驱动程序文件在哪？

计算机中的驱动程序位于：C:\Windows\System32\drivers。

英文单词“drivers”的意思是“driver”的复数形式。

驱动程序的扩展名为“.sys”。
各种司机都在这里。

函数。
各种硬件设备正是通过驱动程序才能正常运行并达到预期的工作效果。

如果硬件缺少驱动程序的“驱动程序”，原本非常强大的硬件将无法按照软件的指令发挥作用。
硬件将无法发挥其功能并且无法使用。

这主要是因为这个硬件是个人电脑所必需的，所以早期设计者将这个硬件列为BIOS可以直接支持的硬件。

但是，对于其他硬件，如网卡、声卡、显卡等，则必须安装驱动程序，否则该硬件将无法正常工作。

当然，并非所有驱动程序都支持硬件本身。
例如，某些驱动程序有助于协助操作系统。
它不是Linux系统的标准驱动程序，例如ashmen、perm等。

参考资料：百度百科-驱动