linux驱动编写（虚拟字符设备编写）

分享一下我老师大神的人工智能教程！零基础，通俗易懂！http://blog.csdn.net/jiangjunshow

也欢迎大家转载本篇文章。分享知识，造福人民，实现我们中华民族伟大复兴！

               

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。  联系信箱：feixiaoxing @163.com】

    昨天我们说了一些简单模块编写方法，但是终归没有涉及到设备的编写内容，今天我们就可以了解一下相关方面的内容，并且用一个实例来说明在linux上面设备是如何编写的。虽然我不是专门做linux驱动的，却也经常收到一些朋友们的来信。在信件中，很多做驱动的朋友对自己的工作不是很满意，认为自己的工作就是把代码拷贝来拷贝去，或者说是改来改去，没有什么技术含量。有这种想法的朋友不在少数，我想这主要还是因为他们对自己的工作缺少了解导致。如果有可能，我们可以问问自己这样几个问题：

    （1）我真的搞懂设备的开发驱动流程了吗？我是否可以从0开始，编写一个独立的驱动代码呢？

    （2）我真的了解设备的初始化、关闭、运行的流程吗？

    （3）当前的设备驱动流程是否合理，有没有可以改进的地方？

    （4）对于内核开发中涉及的api调用，我自己是否真正了解、是否明白它们在使用上有什么区别？

    （5）如果我要驱动的设备只是在一个前后台系统中运行，在没有框架帮助的情况下，我是否有信心把它启动和运行起来？

    当然，上面的内容只是我个人的想法，也不一定都正确。但是，知其然，更要知其所以然，熟悉了当前开发流程的优缺点才能真正掌握和了解驱动开发的本质。这听上去有些玄乎，其实也很简单，就是要有一种刨根问底、不断改进的精神，这样才能做好自己的工作。因为我们是在pc linux上学习驱动的，因此暂时没有真实的外接设备可以使用，但是这丝毫不影响我们学习的热情。通过定时器、进程，我们可以仿真出真实设备的各种需求，所以对于系统来说，它是无所谓真设备、假设备的，基本的处理流程对它来说都是一样的。只要大家一步一步做下去，肯定可以了解linux驱动设备的开发工程的。

    下面，为了说明问题，我们可以编写一段简单的char设备驱动代码，文件名为char.c，

#include #include #include #include static struct cdev chr_dev;static dev_t ndev;static int chr_open(struct inode* nd, struct file* filp){ int major ; int minor;  major = MAJOR(nd->i_rdev); minor = MINOR(nd->i_rdev);  printk("chr_open, major = %d, minor = %d\n", major, minor); return 0;}static ssize_t chr_read(struct file* filp, char __user* u, size_t sz, loff_t* off){ printk("chr_read process!\n"); return 0;}struct file_operations chr_ops = { .owner = THIS_MODULE, .open = chr_open, .read = chr_read};static int demo_init(void){ int ret;  cdev_init(&chr_dev, &chr_ops); ret = alloc_chrdev_region(&ndev, 0, 1, "chr_dev"); if(ret < 0 ) {  return ret; }  printk("demo_init(): major = %d, minor = %d\n", MAJOR(ndev), MINOR(ndev)); ret = cdev_add(&chr_dev, ndev, 1); if(ret < 0) {  return ret; }  return 0;}static void demo_exit(void){ printk("demo_exit process!\n"); cdev_del(&chr_dev); unregister_chrdev_region(ndev, 1);}module_init(demo_init);module_exit(demo_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("[email protected]");MODULE_DESCRIPTION("A simple device example!");

    在module_init中的函数是模块加载时处理的函数，而模块卸载的函数则是在module_exit中。每一个设备都要对应一个基本的设备数据，当然为了使得这个设备注册在整个系统当中，我们还需要分配一个设备节点，alloc_chrdev_region就完成这样一个功能。等到cdev_add的时候，整个设备注册的过程就全部完成了，就是这么简单。当然为了编写这个文件，我们还需要编写一个Makefile文件，

ifneq ($(KERNELRELEASE),)obj-m := char.oelsePWD  := $(shell pwd)KVER := $(shell uname -r)KDIR := /lib/modules/$(KVER)/buildall: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesclean: rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions modules.*  Module.*endif

    这个Makefile文件和我们之前编写的makefile基本上没有区别，唯一的区别就是文件名称改成了char.o，仅此而已。为了编写模块，我们直接输入make即可。这时候，char.ko文件就可以生成了。然后，模块需要被注册在系统当中，insmod char.ko是少不了的。如果此时，我们还不确信是否模块已经加入到系统当中，完全可以通过输入lsmod | grep char进行查找和验证。为了创建设备节点，我们需要知道设备为我们创建的major、minor数值是多少，所以dmesg | tail 查找一下数值。在我hp的机器上，这两个数值分别是249和0，所以下面可以利用它们直接创建设备节点了，输入mknod /dev/chr_dev c 249 0即可，此时可以输入ls /dev/chr_dev验证一下。那么，按照这种方法，真的可以访问这个虚拟设备了吗，我们可以编写一段简单的代码验证一下，

#include #include #include #define CHAR_DEV_NAME "/dev/chr_dev"int main(){ int ret; int fd; char buf[32]; fd = open(CHAR_DEV_NAME, O_RDONLY | O_NDELAY); if(fd < 0) {  printf("open failed!\n");  return -1; }  read(fd, buf, 32); close(fd);  return 0;}

    代码的内容非常简单，就是利用CHAR_DEV_NAME直接打开设备，读写设备。当然。首先还是需要对这个文件进行编译，文件名为test.c，输入gcc test.c -o test，其次就是运行这个文件，直接输入./test即可。如果没有问题的话，那么说明我们的代码是ok的，但是我们还是没有看到任何内容。没关系，我们还是通过dmesg这个命令查看内核中是否存在相关的打印内容，直接输入dmesg | tail即可。此时如果没有意外的话，我们就可以看到之前在chr_open和chr_read中留下的printk打印，这说明我们的代码完全是ok的。

    上面的代码只是一段小例子，真实的内容要比这复杂一下。不过既然我们都已经入门了，那么后面的内容其实也没有什么好怕的了。最后有两个事情补充一下：（1）如果大家在创建节点后想删除设备节点，直接rm -rf /dev/chr_dev即可；（2）上面这段代码的原型来自于《深入linux设备驱动程序内核机制》这本书，稍作修改，如果大家对内核机制的内容感兴趣，可以参考这本书的内容。

           

给我老师的人工智能教程打call！http://blog.csdn.net/jiangjunshow