【转】+【改】Linux 2.6字符设备驱动程序样例

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我写驱动的时候总希望能找到一个样例参考一下，可惜网上的例子基本找不到。还好友善之臂的文档里有些例子，但是说的很不详细，要是直接输入会有 很多的编译错误。我的这个例子是一个控制LED的例子，用Linux就控制LED，当然是相当的弱智的哈哈。我用的是S3C2410，LED连接在 GPB7~10上，灌电流方式驱动，IO配置寄存器GPBCON的物理地址0x56000010，IO数据寄存器GPBDAT的物理地址 0x56000014。程序中的几个关键点，在我昨天的BLOG中有叙述。

 

首先编写一个叫做leds_test.c的文件，内容如下：

 

#include <linux/config.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>

//Please configure your kernel first to use the following headers, because the directory "asm" is a short cut to your arch's "asm" directory.

//So do the headers in the "hardware" sub directory.
#include <asm/io.h>  //This header is for ioremap(), iounmap().
#include <asm/uaccess.h>  //This header is for get_user(), put_user().

#define NAME "led_test"

MODULE_AUTHOR("Lu Xianzi <[email protected]>");  //This line and the following 4 lines can be omitted.
MODULE_DESCRIPTION("LED Test Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");

module_param(major, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(major, "Major device number");

static int major = 231;  //Define device major
unsigned long * pREG;  //Definition of register base.

static ssize_t led_test_write(struct file *file, const char __user *data, size_t len, loff_t *ppos)
{
 char buf[256];
 size_t i;

 for (i = 0; i < len && i < 254; i++)
  if (get_user(buf[i], data + i))
   return -EFAULT;
   
 buf[i] = '/0';
 printk("LED Test - write: user_data %s/n", buf);
 return (len < 255 ? len : 255);
}

static ssize_t led_test_read(struct file *file, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
{
 char rbuf[4];
 size_t i;
 long tmp;
 
 tmp = * (volatile unsigned long *)(pREG + 1);
 rbuf[0] = tmp % 256;
 rbuf[1] = (tmp >> 8) % 256;
 rbuf[2] = (tmp >> 16) % 256;
 rbuf[3] = (tmp >> 24) % 256;
 
 if (len > 4)
  return 0;
 for (i = 0; i < len && i < 4; i++)
  if (put_user(rbuf[i], buf + i))
   return -EFAULT;
 printk("LED Test - read/n");
 return (len < 4 ? len : 4);
}

static int led_test_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
 unsigned long tmp;

 printk("LED Test - ioctl: param %u %lu/n", cmd, arg);
 switch (cmd)
 {
  case 0:
  case 1:
   if (arg > 3)
    return -EINVAL;
   if (!cmd)
    * (volatile unsigned long *)(pREG + 1) |= (0x80 << arg);
   else
    * (volatile unsigned long *)(pREG + 1) &= ~(0x80 << arg);
   tmp = * (volatile unsigned long *)pREG;
   printk("GPBCON = 0x%lx/n", tmp);
   tmp = * (volatile unsigned long *)(pREG + 1);
   printk("GPBDAT = 0x%lx/n", tmp);
   break;
  default:
   return -EINVAL;
 }
 return 1;
}

static int led_test_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
 unsigned m = iminor(inode);
 if (m > 63)
  return -EINVAL;
 printk("LED Test driver opened!/n");
 return nonseekable_open(inode, file);
}

static int led_test_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
 printk("LED Test driver released!/n");
 return 0;
}

static struct file_operations led_test_fops = {
 .owner   = THIS_MODULE,
 .ioctl   = led_test_ioctl,
 .write   = led_test_write,
 .read    = led_test_read,
 .open    = led_test_open,
 .release = led_test_release,
};

static int __init led_test_init(void)
{
 int ret;
 unsigned long tmp;
 
 printk("LXZ LED Test Driver./n");

 ret = register_chrdev(major, NAME, &led_test_fops);
 if (ret < 0) {
  printk("Unable to register character device!/n");
  return ret;
 }
 pREG = ioremap(0x56000010, 0x20);
 printk("Virtual addr base = 0x%lx/n", (unsigned long)pREG);
 tmp = * (volatile unsigned long *)pREG;
 printk("GPBCON = 0x%lx/n", tmp);
 tmp = * (volatile unsigned long *)(pREG + 1);
 printk("GPBDAT = 0x%lx/n", tmp);
 printk("Seting LED Test Driver.../n"); 
 * (volatile unsigned long *)pREG = 0x155555;
 * (volatile unsigned long *)(pREG + 1) = 0xfff;
 tmp = * (volatile unsigned long *)pREG;
 printk("GPBCON = 0x%lx/n", tmp);
 tmp = * (volatile unsigned long *)(pREG + 1);
 printk("GPBDAT = 0x%lx/n", tmp);
 printk("LED Test Driver initiated./n"); 
 return 0;
}

static void __exit led_test_cleanup(void)
{
 int ret;
 
 iounmap(pREG);
 
 ret = unregister_chrdev(major, NAME); 
 if (ret < 0)
  printk("Unable to register character device!/n");

 else
  printk("LED Test Driver unloaded!");
}

module_init(led_test_init);
module_exit(led_test_cleanup);

在驱动程序的目录下建立一个名为“Makefile”的文件，其内容只有一行：

 

obj-m := leds_test.o

值得说明的是，编译模块的make file的文件名必须是Makefile，而不能是makefile

 

编译之，我的linux内核存在/home/lxz/linux-2.6.11.7，所以编译命令为

 

make -k -C /home/lxz/linux-2.6.11.7 SUBDIRS=$PWD modules

//或者使用如下模板：

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
　　 obj-m := helloworld.o
　　else
　　 KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build #直接指定为绝对路径即可
　　 PWD := $(shell pwd)
　　default:
　　 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
　　endif
　　
　　
　　
　　关于GNU make工具扩展的说明
　　在上面的Makefile中使用了
　　obj-m := 这个赋值语句的含义说明要使用目标文件helloworld.o建立一个模块，最后生成
　　的模块的名字就是helloworld.ko，如果你有一个名为module.ko的模块依赖于两个文件
　　file1.o和file2.o，那么我们可以使用module-obj扩展，如下所示
　　obj-m := module.o
　　module-objs := file1.o file2.o

//

 

编译后生成几个文件，其中leds_test.ko是我们需要的驱动模块。

 

然后在另外一个目录中编写一个叫做leds.c的文件，其内容如下

 

 #include <stdio.h>
 #include <fcntl.h>
  
 int main(int argc, char **argv)
 {
  int fd;
 int on, led_no;
 char buf[256] = {"1234567890"};
 unsigned long tmp;
 
 if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2], "%d", &on) != 1 || on < 0 || on > 1 || led_no < 0 || led_no >3)
 {
  fprintf(stderr, "Usage: leds led_no 0|1/n");
  exit(1);
 }
 
 fd = open("/dev/leds", O_RDWR);
 if (fd < 0)
 {
  perror("open device leds");
  exit(1);
 }
 
 ioctl(fd, on, led_no);
 write(fd, buf, 10);
 read(fd, buf, 4);
 tmp = buf[0] + (buf[1] << 8) + (buf[2] << 16) + (buf[3] << 24);
 printf("User program read: GPBDAT = 0x%lx/n", tmp);
 close(fd);
 
 return 0;

 }
 
编译之，输入

 

arm-linux-gcc -o leds leds.c

 

然后把生成的leds_test.ko和leds这2个文件拷贝到你的文件系统中，如/home下，启动Linux。之后的过程如下：

 

/ # cd /home
/home # insmod leds_test.ko
Lxz LED Test Driver.
Virtual addr base = 0xc485e010
GPBCON = 0x44555
GPBDAT = 0x540
Seting LED Test Driver...
GPBCON = 0x155555
GPBDAT = 0x7ff
LED Test Driver initiated.
/home # mknod /dev/leds c 231 0
/home # ./leds 0 1
LED Test driver opened!
LED Test - ioctl: param 1 0
GPBCON = 0x155555
GPBDAT = 0x77f
LED Test - write: user_data 1234567890
LED Test - read
User proLED Test driver released!
gram read: GPBDAT = 0x77f
/home #

 

这里有个非常有趣的事情，你会发现内核的printk函数比客户程序的printf函数打印时出现一些混乱，我想应该是因为Linux不是一个实时系统，内核和用户程序分时执行的结果。

 

如果要卸载驱动模块，如下：

 

/ # rmmod leds_test

LED Test Driver unloaded!

//

注：我再用busybox1.14.2+armgcc4.3.2的时候，发现只能不带ko来rmmod，带了ko反而不好用。不知道为什么。

另外如果ko不是放到/lib/modules/2.xxx，rmmod还有提示，奇怪。知道的大侠请指教一下。