《5.linux驱动开发--5.3.字符设备驱动高级》5.3.1.-2注册字符设备驱动新接口1 ：register_chrdev_region注册主次设备号cdev_init 初始化，cdev_add
5.3.1.注册字符设备驱动新接口1
5.3.1.1、新接口与老接口
(1)老接口：register_chrdev
(2)新接口：register_chrdev_region/alloc_chrdev_region + cdev
1.register_chrdev_region ： 注册设备驱动 号
注册设备号和注册设备驱动 不是一回事
1.1 . alloc_chrdev_region
alloc分配内存： 注册设备号自动分配设备号
2. cdev： 内核结构体 在 cdev.h
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner; 记录 和模块挂钩
const struct file_operations *ops; 这个字符驱动结构体 file_operations
struct list_head list; 链表
dev_t dev; 内核 设备号： 主设备 + 次设备号
unsigned int count; 驱动设备计数： 例如 被 open 了多少次
};
const struct file_operations *ops; 这个字符驱动结构体 file_operations
注册的关键 这个字符驱动结构体 file_operations
(2)相关函数：cdev_alloc、cdev_init、cdev_add、cdev_del
cdev_alloc ： 创造 内存空间
cdev_init ： 初始化：用的时候再说
cdev_add ： 注册，向内核 注册 驱动
cdev_del ： 注销 驱动
(3)为什么需要新接口
5.3.1.2、cdev介绍
(1)结构体
(2)相关函数：cdev_alloc、cdev_init、cdev_add、cdev_del
5.3.1.3、设备号
(1)主设备号和次设备号：
为什么有主设备号和次设备号？？
早期只有 主设备号，主设备号 类似 身份证号，主设备号 就是 数组 的下标！
主设备号255 肯定不够用,
针对一个设备 需要好几个驱动！ 假如 4 颗 LED, 是分开4颗LED写驱动or 还是单独写驱动？
(2)dev_t类型
(3)MKDEV、MAJOR、MINOR三个宏 ： 主次设备号 换算
MKDEV ： 算出 主 次 设备号
MAJOR ： 主设备号
MINOR ： 次设备号
5.3.1.4、编程实践
1. register_chrdev_region ： region 范围
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
dev_t from ： 起始设备号
unsigned count ：注册几个次设备号，次设备号的数量
例如： 我们要注册 主设备号 为 200 ； 次设备号为 0、 1 、 2、 3（4个次设备号）
from MKDEV(200,0) 先用 MKDEV 宏 算出 主设备号 和 次设备号（这个宏 算出主次设备 我不理解）
count 4
内核就会知道我们要注册的 主设备号 为200，次设备号起始位0， 有4个次设备号
返回值 ： 为1 代表错误
函数使用：
register_chrdev_region(mydev, MYCNT, MYNAME);
2.cdev_init 初始化 传参两个 结构体 ：
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
一个 cdev 结构体
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner; 记录 和模块挂钩
const struct file_operations *ops; 这个字符驱动结构体 file_operations
struct list_head list; 链表
dev_t dev; 内核 设备号： 主设备 + 次设备号
unsigned int count; 驱动设备计数： 例如 被 open 了多少次
};
另一个结构体 file_operations
static const struct file_operations test_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 所有的驱动 代码这一行不需要动，所有的都是这样，不是函数指针, 惯例直接写即可 */
.open = test_chrdev_open, /* 将来应用 open 打开这个设备时实际 调用的就是这个 .open 函数指针*/
.release = test_chrdev_release, /* release对应的就是 close 函数指针 */
.write = test_chrdev_write,
.read = test_chrdev_read,
};
函数使用
static struct cdev test_device_cdev; /* 定义一个cdev 结构体变量 test_device_cdev ，cdev_init函数的 第一个参数 */
cdev_init(&test_device_cdev, &test_fops);/* 初始化 */
3. cdev_add /* 完成真正的 驱动注册*/
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
传参：
struct cdev *p ： cdev 结构体变量
dev_t dev ：/*register_chrdev_region 第一个参数 主设备号，这里用来接收 一个主次 设备号*/
unsigned count ： #define MYCNT 1 /* 注册 几个次 设备号 */
返回值 ： 为1 代表错误
函数使用：
cdev_add(&test_device_cdev, mydev, MYCNT); /* 完成真正的 驱动注册*/
(1)使用register_chrdev_region + cdev_init + cdev_add进行字符设备驱动注册
1. module_test.c 添加新的 注册 和 注销 驱动 的新的函数，我把老的函数 删了！
#include // module_init module_exit
#include // __init __exit
#include
#include //copy_from_user
#include // 错误码
#include //arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/regs-gpio.h 这两个顺序不能放错，c语言基础
#include //arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio-bank.h
#include //包含 内核的 memset 、strcmp
#include //ioremap
#include //request_mem_region
#include // cdev结构体和 新注册接口函数
#define MYMAJOR 200 /* 定义 register_chrdev 注册设备的 主设备号 : 先 cat /proc/devices 查看 200 有没有被占用 ， 新老注册函数 通用*/
#define MYCNT 1 /* 注册 几个次 设备号 ，新注册接口函数 */
#define MYNAME "test_char" /* 定义 register_chrdev 注册设备的 设备名字 新老注册函数 通用 */
/*********静态内存*****************************/
#define GPJ0CON S5PV210_GPJ0CON // FD500240 虚拟地址
#define GPJ0DAT S5PV210_GPJ0DAT // FD500244
#define rGPJ0CON *((volatile unsigned int *)GPJ0CON)
#define rGPJ0DAT *((volatile unsigned int *)GPJ0DAT)
/*********静态内存end*****************************/
/*********动态内存*****************************/
#define GPJ0CON_PA 0xE0200240 // 寄存器真实物理 地址
#define GPJ0DAT_PA 0xE0200244 //
unsigned int *pGPJOCON; // ioremap 返回的 虚拟地址
unsigned int *pGPJODAT;
/*********动态内存end*****************************/
int mymajor; /* 定义 register_chrdev 注册设备号 （这个是老驱动模块 ）*/
char kbuf[100];/* 内核空间的 buf*/
static struct cdev test_device_cdev; /* 定义一个cdev 结构体变量 test_device_cdev ，cdev_init函数的 第一个参数 新注册接口函数 */
static dev_t mydev; /*register_chrdev_region 第一个参数 主设备号，这里用来接收 一个主次 设备号 ， 新注册接口函数*/
/* NOTE 自己定义函数指针 test_chrdev_open */
static int test_chrdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/* 这个函数中真正应该 放置 打开这个硬件设备的 操作代码 ,我们先 printk 代替一下 */
printk(KERN_INFO "test_chrdev_open module_test.c->test_chrdev_open \n");
/* 在应用app.c 执行open 时，就会执行 LED */
rGPJ0CON = 0x11111111;
//rGPJ0DAT = ((0<<3)|(0<<4)|(0<<5)); //LED亮
return 0;
} /* test_chrdev_open() */
/* NOTE 自己定义函数指针 test_chrdev_release , release对应的就是 close */
static int test_chrdev_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk(KERN_INFO "test_chrdev_release module_test.c->test_chrdev_release \n");
/* 在应用app.c 执行close 时，就会执行 LED灭 */
rGPJ0DAT = ((1<<3)|(1<<4)|(1<<5)); //LED灭
return 0;
}
static ssize_t test_chrdev_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t size, loff_t *ppos)
{
int ret = -1;
printk(KERN_INFO "test_chrdev_release module_test.c->test_chrdev_read \n");
/* 从内核 的 kbuf， 复制到用户的 ubuf */
ret = copy_to_user(ubuf,kbuf,size); /* 成功后 就会拷贝到用户 ubuf */
if(ret) /* 如果 不成功复制则返回尚未成功复制剩下的字节数, 这里 就不做 纠错 机制了 */
{
printk(KERN_ERR "copy_to_user fail \n");
return -EINVAL;
}
printk(KERN_INFO "copy_to_user OK!!! module_test.c->test_chrdev_write\n");
return 0;
}
// 写函数的本质：将应用层 传递过来的数据先 复制到 内核中，然后将之正确的方式写入硬件完成的操作！（数据从应用层到驱动层的复制，）
// 内核有一个 虚拟地址空间，应用层有一个 虚拟地址空间
static ssize_t test_chrdev_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
int ret = -1;
printk(KERN_INFO "test_chrdev_release module_test.c->test_chrdev_write\n");
memset(kbuf,0,sizeof(kbuf)); /*清除kbuf */
//使用改函数将: 应用层传过来的 ubuf 中的内容 拷贝到驱动空间中的 一个 kbuf 中
/* 不能用memcpy(kbuf,buf); 因为 2 个 不在一个地址空间中，不能 比较 霍元甲和成龙 谁更厉害 ，不在一个年龄段*/
ret = copy_from_user(kbuf,user_buf,count); /* 成功后 就会 放到 kbuf 中 */
if(ret) /* 如果 不成功复制则返回尚未成功复制剩下的字节数, 这里 就不做 纠错 机制了 */
{
printk(KERN_ERR "copy_from_user fail \n");
return -EINVAL;
}
printk(KERN_INFO "copy_from_user OK!!! module_test.c->test_chrdev_write\n");
/* 真正的 驱动的 数据从 应用层 复制 到 驱动中后，我们就要根据这个数据去写硬件的操作，所以下面就应该操作硬件 */
if(kbuf[0] == '1')
{
rGPJ0DAT = ((0<<3)|(0<<4)|(0<<5)); //LED亮
}
else if (kbuf[0]=='0')
{
rGPJ0DAT = ((1<<3)|(1<<4)|(1<<5)); //LED灭
}
return 0;
}
//自定义 file_operations 结构体 及其元素填充
/* NOTE 定义 register_chrdev 注册设备的 设备结构体 test_fops */
static const struct file_operations test_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 所有的驱动 代码这一行不需要动，所有的都是这样，不是函数指针, 惯例直接写即可 */
.open = test_chrdev_open, /* 将来应用 open 打开这个设备时实际 调用的就是这个 .open 函数指针*/
.release = test_chrdev_release, /* release对应的就是 close 函数指针 */
.write = test_chrdev_write,
.read = test_chrdev_read,
};
// 模块安装函数
static int __init chrdev_init(void)
{
int retval; /*register_chrdev_region 的返回值 */
printk(KERN_INFO "chrdev_init helloworld init an zhuang qu dong \n");
// 使用新的cdev接口来注册字符设备驱动
// 新的接口注册字符设备驱动需要2步
// 第1步：注册/分配主次设备号
mydev = MKDEV(MYMAJOR,0);/* MKDEV ： 算出 主 次 设备号 ，我们这里有 主设备号200, 次设备号起始为 0 */
retval = register_chrdev_region(mydev, MYCNT, MYNAME);
if (retval) {
printk(KERN_ERR "Unable to register minors for %s error \n",MYNAME);
return -EINVAL;
}
printk(KERN_INFO " register_chrdev_region success ok \n");
// 第2步：注册字符设备驱动
cdev_init(&test_device_cdev, &test_fops);/* 初始化，两个参数都是取地址，说明都是指针，cdev 结构体变量 test_device_cdev和 file_operations 结构体变量 test_fops*/
retval = cdev_add(&test_device_cdev, mydev, MYCNT); /* 完成真正的 驱动注册*/
if (retval) {
printk(KERN_ERR "Unable to cdev_add error error \n");
return -EINVAL;
}
printk(KERN_INFO " cdev_add success ok \n");
//使用动态映射 操作 寄存器
if (!request_mem_region(GPJ0CON_PA, 4, "GPJ0CON_PA")) /* 向内核申请（报告）需要映射的内存资源。*/
return -EINVAL;
if (!request_mem_region(GPJ0DAT_PA, 4, "GPJ0CDAT_PA")) /* 向内核申请（报告）需要映射的内存资源。*/
return -EINVAL;
pGPJOCON = ioremap(GPJ0CON_PA, 4);//真正用来实现映射，传给他物理地址他给你映射返回一个虚拟地址
pGPJODAT = ioremap(GPJ0CON_PA+4, 4);//真正用来实现映射，传给他物理地址他给你映射返回一个虚拟地址
*pGPJOCON = 0x11111111;
*(pGPJOCON+1) = ((0<<3)|(0<<4)|(0<<5)); //LED亮 //*pGPJODAT = ((0<<3)|(0<<4)|(0<<5)); 等同于 *(pGPJOCON+1) = ((0<<3)|(0<<4)|(0<<5));
return 0;
}
// 模块卸载函数
static void __exit chrdev_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "chrdev_exit helloworld exit xie zai \n");
// 使用新的接口来注销字符设备驱动
// 注销分2步：
// 第一步真正注销字符设备驱动用cdev_del
cdev_del(&test_device_cdev);
// 第二步去注销申请的主次设备号
unregister_chrdev_region(mydev, MYCNT);
/**** 动态内存 释放 ****/
*pGPJODAT = ((1<<3)|(1<<4)|(1<<5)); //LED灭
iounmap(pGPJOCON);//解除映射时，传给他一个虚拟地址
iounmap(pGPJODAT);//解除映射时，传给他一个虚拟地址
release_mem_region(GPJ0CON_PA,4);//释放申请的内存 物理内存
release_mem_region(GPJ0DAT_PA,4); //释放申请的内存
}
module_init(chrdev_init);
module_exit(chrdev_exit);
// 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("aston"); // 描述模块的作者
MODULE_DESCRIPTION("module test"); // 描述模块的介绍信息
MODULE_ALIAS("alias xxx"); // 描述模块的别名信息
2 . app.c 和 Makefile 无更改
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE "/dev/test" // 刚才mknod创建的设备文件 名，必须保持一致
char buf[100];
int main(void)
{
int fd = -1;
int i= 0;
fd = open(FILE, O_RDWR);
if(fd < 0)
{
printf("open %s error \n",FILE);
return -1;
}
printf("open %s success..\n",FILE);
#if 0
//璇诲啓鏂囦欢
write(fd, "1",1);//亮
sleep(2);
write(fd, "0",1);//灭
sleep(2);
write(fd, "1",1);
sleep(2);
#endif
while(1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
printf("请输入 on|off | flash | quit \n");
scanf("%s",buf);
if (!strcmp(buf,"on"))
{
write(fd, "1",1);//亮
}
else if (!strcmp(buf,"off"))
{
write(fd, "0",1);//灭
}
else if (!strcmp(buf,"flash"))
{
for(i=0;i<3;i++)
{
write(fd, "1",1);//亮
sleep(2);
write(fd, "0",1);//灭
sleep(2);
}
}
else if (!strcmp(buf,"quit"))
{
break;
}
}
//鍏抽棴鏂囦欢
close(fd);
return 0;
}
运行结果：
