Linux 字符设备驱动(新)
文章目录
- 新字符设备驱动
-
- 新字符驱动原理
-
- **分配和释放设备号**
- **新的字符设备注册方法**
- **自动创建设备节点**
-
- mdev机制
- 创建和删除设备类
- 创建和销毁设备
- 设置文件私有数据
- 新字符设备驱动LED
- 新字符设备驱动模板
新字符设备驱动
register_chrdev 和 unregister_chrdev 这两个函数是老版本驱动使用的函数，现在新的字符设备驱动已经不再使用这两个函数，而是使用Linux内核推荐的新字符设备驱动API函数。
新字符驱动原理
分配和释放设备号
使用 register_chrdev 函数注册字符设备的时候，会出现两个问题。①、需要我们事先确定好哪些主设备号没有使用。②、会将一个主设备号下的所有次设备号都使用掉。解决这两个问题最好的方法就是要使用设备号的时候向 Linux 内核申请。
#define MY_NAME "new_dev_test"
int major; /*主设备号*/
int minor; /*次设备号*/
dev_t dev; /*设备号*/
if(major) /*定义了主设备号*/
{
dev = MKDEV(major,0); /*次设备默认从0开始*/
register_chrdev_region(dev,1,MY_NAME); /*静态申请设备号*/
}else
{
alloc_chrdev_region(&dev,0,1,MY_NAME); /*动态申请设备号*/
major = MAJOR(dev); /*主设备号*/
minor = MINOR(dev); /*次设备号*/
}
unregister_chrdev_region(dev, 1); /*注销设备号*/
新的字符设备注册方法
在 linux/cdev.h 中定义了cdev设备结构体。
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner; /*默认就是THIS_MODULE*/
const struct file_operations *ops; /*文件结构体*/
struct list_head list;
dev_t dev; /*设备号*/
unsigned int count;
};
/* dev结构体初始化函数 */
void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);
/* 向 Linux 系统添加字符设备 */
int cdev_add(struct cdev * cdev, dev_t dev, unsigned count);
// count代表添加字符设备个数
// cdev_add 和 alloc_chrdev_region 或者 register_chrdev_region实现了 register_chrdev 函数
/* cdev_del 函数从 Linux 内核中删除相应的字符设备 */
void cdev_del(struct cdev *);
// cdev_del 和 unregister_chrdev_region 这两个函数合起来的功能相当于 unregister_chrdev 函数。
- 操作例子
struct cdev dev_test;
static struct file_operations my_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
/* 其他操作函数 */
};
dev_test.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&dev_test, &my_fops);
cdev_add(&dev_test, dev, 1); /*添加字符设备*/
cdev_del(&dev_test);
自动创建设备节点
当我们使用 modprobe 加载驱动程序以后还需要使用命令“mknod”手动创建设备节点。在驱动中实现自动创建设备节点的功能以后，使用 modprobe 加载驱动模块成功的话就会自动在/dev目录下创建对应的设备文件。
mdev机制
udev 是一个用户程序，在 Linux 下通过 udev 来实现设备文件的创建与删除，udev 可以检测系统中硬件设备状态，可以根据系统中硬件设备状态来创建或者删除设备文件。比如使用modprobe 命令成功加载驱动模块以后就自动在/dev 目录下创建对应的设备节点文件,使用rmmod 命令卸载驱动模块以后就删除掉/dev 目录下的设备节点文件。使用 busybox 构建根文件系统的时候，busybox 会创建一个 udev 的简化版本—mdev。使用mdev 来实现设备节点文件的自动创建与删除，Linux 系统中的热插拔事件也由 mdev 管理。
自动创建设备节点的工作是在驱动程序的入口函数中完成的，一般在 cdev_add 函数后面添加自动创建设备节点相关代码。
创建和删除设备类
在 linux/device.h 中定义如下：
extern struct class * __must_check __class_create(struct module *owner,
const char *name,
struct lock_class_key *key);
/* 销毁设备类 */
extern void class_destroy(struct class *cls);
/* This is a #define to keep the compiler from merging different
* instances of the __key variable */
/* 创建设备类 参数 owner 一般为 THIS_MODULE，参数 name 是类名字 */
#define class_create(owner, name) \
({ \
static struct lock_class_key __key; \
__class_create(owner, name, &__key); \
})
class = class_create(THIS_MODULE,MY_NAME);
class_destroy(class);
创建和销毁设备
/*
创建设备
参数 parent 是父设备，一般为 NULL，也就是没有父设备；
参数 devt 是设备号；
参数 drvdata 是设备可能会使用的一些数据，一般为 NULL；
参数 fmt 是设备名字，如果设置 fmt=xxx 的话，就会生成/dev/xxx这个设备文件。
返回值就是创建好的设备。
*/
struct device *device_create(struct class *cls, struct device *parent,
dev_t devt, void *drvdata,
const char *fmt, ...);
/* 销毁创建的设备 */
extern void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt);
device = device_create(class,NULL,dev,NULL,MY_NAME);
device_destroy(class,dev);
- 操作例子
dev_t dev; /*设备号*/
struct class *class; /*类*/
struct device *device; /*设备*/
#define MY_NAME "my_led"
/*驱动入口函数 当使用“insmod my_dev.ko”命令或“modprobe my_dev.ko”加载驱动的时候，
mydev_init 这个函数就会被调用*/
static int __init mydev_init(void)
{
class = class_create(THIS_MODULE,MY_NAME);
device = device_create(class,NULL,dev,NULL,MY_NAME);
return 0;
}
/*驱动出口函数 当使用“rmmod my_dev.ko”命令或者“modprobe -r my_dev.ko”卸载具体驱动的时候
mydev_exit 函数就会被调用*/
static void __exit mydev_exit(void)
{
device_destroy(class,dev);
class_destroy(class);
}
module_init(mydev_init); // 注册加载函数
module_exit(mydev_exit); // 注册卸载函数
// MODULE_xxx这种宏作用是用来添加模块描述信息
MODULE_LICENSE("GPL"); // 描述模块的许可证
MODULE_AUTHOR("dongfang"); // 描述模块的作者
MODULE_DESCRIPTION("module test"); // 描述模块的介绍信息
MODULE_ALIAS("------"); // 描述模块的别名信息
设置文件私有数据
将设备的所有属性给设置为一个结构体。编写驱动 open 函数的时候将设备结构体作为私有数据添加到设备文件中。
typedef struct my_dev{
int major; /*主设备号*/
int minor; /*次设备号*/
dev_t dev; /*设备号*/
struct cdev cdev; /* cdev */
struct class *class; /*类*/
struct device *device; /*设备*/
}my_dev_t;
my_dev_t my_dev;
/*打开设备*/
static int my_dev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
file->private_data = &my_dev; /*设置私有数据*/
return 0;
}
新字符设备驱动LED
#include 新字符设备驱动模板
#include