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一个2.6内核字符设备驱动hello world 注释超详细
2008-07-17 17:02
本例是冯国进的 《嵌入式Linux 驱动程序设计从入门到精通》的第一个例子
感觉真是好书 强烈推荐
这个驱动是在内存中分配一个256字节的空间,供用户态应用程序读写。
先是头文件 demo.h
#ifndef _DEMO_H_
#define _DEMO_H_
#include
/* needed for the _IOW etc stuff used later */
/********************************************************
* Macros to help debugging
********************************************************/
#undef PDEBUG /* undef it, just in case */
#ifdef DEMO_DEBUG
#ifdef __KERNEL__
# define PDEBUG(fmt, args...) printk( KERN_DEBUG "DEMO: " fmt, ## args)
#else//usr space
# define PDEBUG(fmt, args...) fprintf(stderr, fmt, ## args)
#endif
#else
# define PDEBUG(fmt, args...) /* not debugging: nothing */
#endif
#undef PDEBUGG
#define PDEBUGG(fmt, args...) /* nothing: it's a placeholder */
//设备号
#define DEMO_MAJOR 50
#define DEMO_MINOR 0
#define COMMAND1 1
#define COMMAND2 2
//自己定义的设备结构
struct DEMO_dev
{
struct cdev cdev; /* Char device structure */
};
//函数申明 原来Linux驱动程序设计这么简单 只需要实现这么几个函数就可以了
ssize_t DEMO_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count,
loff_t *f_pos);
ssize_t DEMO_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,
loff_t *f_pos);
loff_t DEMO_llseek(struct file *filp, loff_t off, int whence);
int DEMO_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,
unsigned int cmd, unsigned long arg);
#endif /* _DEMO_H_ */
然后是demo.c
/*
* This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
* License. See the file "COPYING" in the main directory of this archive
* for more details.
*
* Copyright (C) 2007, 2010 fengGuojin()
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "demo.h"
MODULE_AUTHOR("fgj");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
//很郁闷的是就算这样 移植到开发板上仍然说这个驱动污染了内核
struct DEMO_dev *DEMO_devices;
//申明自己定义的设备结构的指针
static unsigned char demo_inc=0;
//计数 记录此设备被打开的次数
static u8 demoBuffer[256];
//内核里的数据结构和数据类型还真是诡异啊 这个u8还真费解 原来是无符号8位的数据类型
//
int DEMO_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct DEMO_dev *dev;
//只允许打开设备一次
if(demo_inc>0)return -ERESTARTSYS;
demo_inc++;
/*container_of 宏 通过结构中的某个变量获取结构本身的指针
[url]%CE%DA%D1%BB%C3%F7/blog/item/b805ae1975f02e4443a9ade3.html[/url]
真是太高级了 我看不懂
*/
dev = container_of(inode->i_cdev, struct DEMO_dev, cdev);
filp->private_data = dev;
return 0;
}
int DEMO_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
demo_inc--;
return 0;
}
ssize_t DEMO_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)
{
int result;
loff_t pos= *f_pos; /* 文件的读写位置 */
if(pos>=256)
{
result=0;
goto out;
}
if(count>(256-pos))
{
count=256-pos;
}
pos += count;
if (copy_to_user(buf,demoBuffer+*f_pos,count))
{
count=-EFAULT; /* 把数据写到应用程序空间 */
goto out;
}
*f_pos = pos; /* 改变文件的读写位置 */
out:
return count;
}
ssize_t DEMO_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)
{
ssize_t retval = -ENOMEM; /* value used in "goto out" statements */
loff_t pos= *f_pos;
if(pos>=256)
{
goto out;
}
//如果要写入的输入大于剩下的内存空间 就只写入剩下的空间数量 以防溢出
if(count>(256-pos))
{
count=256-pos;
}
//剩下的代码 如果c语言扎实的话 ,不难看懂 因为我的表述能力不好 见谅
pos += count;
//copy_from_user 原文说将数据复制到用户空间 ,我觉得应该是将数据复制到内核空间,应该是作者笔误,没什么大不了的
if (copy_from_user(demoBuffer+*f_pos, buf, count)) {
retval = -EFAULT;
goto out;
}
*f_pos = pos;
return count;
out:
return retval;
}
/*我是这几天才大致知道ioctl的作用 ioctl是用来控制设备的 ,unsigned int cmd就是发给设备的命令
ioctl()或许是Linux下最庞杂的函数*/
int DEMO_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
if(cmd==COMMAND1)
{
printk("ioctl command1 successfully\n");
return 0;
}
if(cmd==COMMAND2)
{
printk("ioctl command2 successfully\n");
return 0;
}
printk("ioctl error\n");
return -EFAULT;
}
//llseek 实现随即存取 ,loff_t应该是一个无符号整型 记录文件指针偏移量的 这段代码参考用户态的seek()就不难理解
loff_t DEMO_llseek(struct file *filp, loff_t off, int whence)
{
loff_t pos;
pos = filp->f_pos;
switch (whence)
{
case 0:
pos = off;
break;
case 1:
pos += off;
break;
case 2:
default:
return -EINVAL;
}
if ((pos>256) || (pos<0))
{
return -EINVAL;
}
return filp->f_pos=pos;
}
//file_operations这个结构体真是相当重要 需要搞清楚它的作用
struct file_operations DEMO_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = DEMO_llseek,
.read = DEMO_read,
.write = DEMO_write,
.ioctl = DEMO_ioctl,
.open = DEMO_open,
.release = DEMO_release,
};
/*******************************************************
MODULE ROUTINE
*******************************************************/
void DEMO_cleanup_module(void)
{
//在下面的入口函数有讲MKDEV
dev_t devno = MKDEV(DEMO_MAJOR, DEMO_MINOR);
if (DEMO_devices)
{
cdev_del(&DEMO_devices->cdev);
//内核下的内存操作函数还真怪异 习惯就好
kfree(DEMO_devices);
}
//调用unregister_chrdev_region()函数释放分配的一系列设备号
unregister_chrdev_region(devno,1);
}
int DEMO_init_module(void)
{
int result;
// 在内核中,dev_t类型(在中定义)用来保存设备编号——包括主设备号和次设备号
dev_t dev = 0;
/*内核中定义了三个宏来处理主、次设备号:MAJOR和MINOR宏可以从16位数中提取出主、次设备号,而MKDEV宏可以把主、此号合并为一个16位数。
高8位用于主设备号,低8位用于次设备号。
[url]%E7%AC%AC%E5%8D%81%E4%B8%80%E7%AB%A0%20%20%E8%AE%BE%E5%A4%87%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E7%A8%8B%E5%BA%8F/11.2.3.htm[/url]*/
dev = MKDEV(DEMO_MAJOR, DEMO_MINOR);
/*获取一个或多个设备编号来使用
如果分配成功进行, register_chrdev_region 的返回值是 0. 出错的情况下, 返回一个负的错误码, 你不能存取请求的区域. */
result = register_chrdev_region(dev, 1, "DEMO");
if (result < 0)
{
printk(KERN_WARNING "DEMO: can't get major %d\n", DEMO_MAJOR);
return result;
}
//为自定义的设备结构申请空间
DEMO_devices = kmalloc(sizeof(struct DEMO_dev), GFP_KERNEL);
if (!DEMO_devices)
{
result = -ENOMEM;
goto fail;
}
//为新申请的空间清零 我的水平也只能看懂这些简单的函数了
memset(DEMO_devices, 0, sizeof(struct DEMO_dev));
//初始化一个字符驱动 这里我就不了解cdev_init了 只能大概猜个意思
//还有就是 struct file_operations , 这个结构体的作用搞清楚了 就明白为什么Linux 驱动只要实现很少的驱动就可以了
cdev_init(&DEMO_devices->cdev, &DEMO_fops);
DEMO_devices->cdev.owner = THIS_MODULE;
DEMO_devices->cdev.ops = &DEMO_fops;
//在内核中添加字符驱动
result = cdev_add (&DEMO_devices->cdev, dev, 1);
if(result)
{
printk(KERN_NOTICE "Error %d adding DEMO\n", result);
goto fail;
}
return 0;
fail:
//失败了 就调用出口函数擦pp走人了
DEMO_cleanup_module();
return result;
}
//这两个是内核驱动必备的 指明程序入口和出口
module_init(DEMO_init_module);
module_exit(DEMO_cleanup_module);
demo.c文件结束
Makefile
#模块是从demo.o产生的,生成demo.ko
obj-m := demo.o
#/lib/modules/$(shell uname -r)/build是源码所在的路径,-C表示makefile在后面给出的路径中
#Use make M=dir to specify directory of external module to build ,M=$(shell pwd)给出了模块源文件的路径
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(shell pwd) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(shell pwd) clean
#编译后会生成一个demo.ko的模块文件,用/sbin/insmod ./demo.ko可以进行模块的安装,然后在/proc/modules中可以看到该模块
#可以利用rmmod卸载模块
加载驱动
# insmod demo.ko
然后使用lsmod 或 cat /proc/modules查看驱动是否加载
# mknod /dev/fgj c 50 0 创建设备节点
然后就可以使用下面代码来测试驱动
/*
* This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
* License. See the file "COPYING" in the main directory of this archive
* for more details.
*
* Copyright (C) 2007, 2010 fengGuojin()
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define COMMAND1 1
#define COMMAND2 2
main()
{
int fd;
int i;
char data[256];
int retval;
fd=open("/dev/fgj",O_RDWR);
if(fd==-1)
{
perror("error open\n");
exit(-1);
}
printf("open /dev/smbus successfully\n");
retval=ioctl(fd,COMMAND1,0);
if(retval==-1)
{
perror("ioctl error\n");
exit(-1);
}
printf("send command1 successfully\n");
retval=write(fd,"fgj",3);
if(retval==-1)
{
perror("write error\n");
exit(-1);
}
retval=lseek(fd,0,0);
if(retval==-1)
{
perror("lseek error\n");
exit(-1);
}
retval=read(fd,data,3);
if(retval==-1)
{
perror("read error\n");
exit(-1);
}
printf("read successfully:%s\n",data);
close(fd);
}
本文出自 51CTO.COM技术博客
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