驱动开发 6.22作业

字符设备驱动内部实现原理解析以及分布注册流程和代码示例

1、内部实现原理：

在用户层使用open函数打开一个文件的时候，这个文件会有一个对应的inode号，根据这个inode号，在内核中会有一个struct inode类型的空间，用于保存该文件的相关信息。在struct inode结构体内部找到字符设备驱动对象，字符设备驱动对象结构体内部找到相应的结构体操作方法，通过虚拟文件系统层回调相应的操作方法。

2、字符设备驱动分布注册流程：

（1）为字符设备驱动对象申请空间

（2）字符设备驱动对象的初始化

     1）字符设备驱动对象的部分初始化

     2）设备号申请（静态指定设备号或动态申请设备号）

（3）将字符设备驱动对象注册进内核

（4）向上提交目录

（5）向上提交设备节点信息

（6）完成硬件寄存器的映射以及初始化

（7）释放已经申请的设备节点信息

（8）释放目录空间

（9）注销字符设备驱动对象

（10）释放设备号

（11）释放设备空间

3、代码示例：

#include 
#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include"led.h"
struct cdev *cdev;
unsigned int major=500;
unsigned int minor=0;
dev_t devno;
struct class *cls;
struct device * dev;
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}

long mycdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    return 0;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}
//定义操作方法结构体变量并赋值
struct file_operations fops={

    .open=mycdev_open,
   .unlocked_ioctl=mycdev_ioctl,
    .release=mycdev_close,
};

static int __init mycdev_init(void)
{
    int ret,i;
    //1.分配对象空间
    cdev=cdev_alloc();
    if(cdev==NULL)
    {
        printk("分配字符设备驱动对象失败\n");
        ret=-EFAULT;
        goto OUT1;
    }
    printk("分配对象空间成功\n");
    //2.初始化对象
    cdev_init(cdev,&fops);
    //3.申请设备号
    if(major>0)//静态指定设备号
    {
        ret= register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("静态指定设备号失败\n");
            goto OUT2;
        }
    }
    else if(major==0)//动态申请设备号
    {
        ret=alloc_chrdev_region(&devno,minor,3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("动态申请设备号失败\n");
            goto OUT2;
        }
        //获取主设备号和次设备号
        major=MAJOR(devno);
        minor=MINOR(devno);
    }
    printk("申请设备号成功\n");
    //4.注册字符设备驱动对象
    ret=cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),3);
    if(ret)
    {
        printk("注册字符设备驱动对象失败\n");
        goto OUT3;
    }
    printk("注册字符设备驱动对象成功\n");
    //向上提交目录
    cls=class_create(THIS_MODULE,"myled");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败\n");
        ret=-PTR_ERR(cls);
        goto OUT4;
    }
    printk("向上提交目录成功\n");
    //向上提交设备节点信息
    for(i=0;i<3;i++)
    {
         dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"myled%d",i);
         if(IS_ERR(dev))
         {
            ret=-PTR_ERR(dev);
            goto OUT5;
         }
    }
    printk("向上提交设备节点成功\n");
    //完成硬件寄存器地址的映射以及初始化
    return 0;
OUT5:
    //释放已经申请的设备节点信息
    for(--i;i>=0;i--)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //释放目录空间
    class_destroy(cls);
OUT4:
    //注销字符设备驱动对象
    cdev_del(cdev);
OUT3:
    //释放设备号
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
OUT2:
//释放对象空间
    kfree(cdev);
OUT1:
    return ret;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    //销毁设备节点
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //释放目录空间
    class_destroy(cls);
    //1.注销字符设备驱动对象
     cdev_del(cdev);
    //2.释放设备号
     unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
    //3.释放对象空间
     kfree(cdev);
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");