嵌入式内核及驱动开发之学习笔记（四） 规范化代码
【摘要】
前面笔者已实现了用户程序控制led灯闪烁的驱动代码，但是由于代码不规范，显得乱七八糟的，因此需要规范化。如果比较大一点的工程没有规范的话，也不利于后期的跟新与维护。分析先前的程序不规范点有二：
定义的变量多而且散乱程序没有错误处理机制
C语言虽然是面向过程的语言，但是可以利用结构体来实现面向对象的思想。通过引入面向对象的思想，来解决第...
前面笔者已实现了用户程序控制led灯闪烁的驱动代码，但是由于代码不规范，显得乱七八糟的，因此需要规范化。如果比较大一点的工程没有规范的话，也不利于后期的跟新与维护。分析先前的程序不规范点有二：
- 定义的变量多而且散乱
- 程序没有错误处理机制
C语言虽然是面向过程的语言，但是可以利用结构体来实现面向对象的思想。通过引入面向对象的思想，来解决第一个问题。通过结构体将将相关的变量类型进行一次封装，构造出一个对象；而对于错误处理， 可以通过prink提示错误信息，然后goto语句跳转到错误处理的过程来处理。
面向对象
在面向对象的思想中，一切皆是对象。将led设备抽象成为一个对象，那它的主设备号、寄存器基地址等信息都可以看做它的属性，我们用结构体将这样一些数据类型进行封装。
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struct led_desc{
-
//声明结构体类型，描述led信息
-
unsigned int dev_major; //描述主设备号
-
struct class *cls;
-
struct device *dev;
-
void *reg_virt_base; //寄存器基地址
-
};
定义结构体对象 ，led_dev明显是一个结构体指针
struct led_desc *led_dev;
为led_dev分配空间，对象的实例化
led_dev = kmalloc(sizeof(struct led_desc), GFP_KERNEL);
如果要引用这个对象的属性（结构体访问成员变量），例如
led_dev->dev_major
因为使用malloc分配的是块空间（堆），结束时需要手动释放资源（空间）
kfree(led_dev);
错误处理机制
当程序申请资源失败，我们不仅要分析判断这个错误，还要打印错误提示
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led_dev->dev_major = register_chrdev(0, "led_dev_test", &my_fops);
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if(led_dev->dev_major < 0)
-
{//打印错误
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printk(KERN_ERR "register_chrdev error\n");
-
}
但是，，这样的做法是不对的。我们程序不能直接抛出错误信息，然后退出，给系统留下一个烂摊子啊！因为之前可能存在，已申请但是没有被释放的资源。正确的做法
错误源 ---> 程序判断 ---> (打印错误信息) ---> 设置错误码 ---> 跳转到错误处理 ---> 退出
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int ret;
-
-
//led_dev分配空间，对象的实例化
-
led_dev = kmalloc(sizeof(struct led_desc), GFP_KERNEL);
-
if(led_dev == NULL)
-
{
-
printk(KERN_ERR "malloc error\n");
-
return -ENOMEM;
-
}
-
-
-
//动态向系统申请设备号
-
led_dev->dev_major = register_chrdev(0, "led_dev_test", &my_fops);
-
if(led_dev->dev_major < 0)
-
{
-
printk(KERN_ERR "register_chrdev error\n");
-
ret = -ENODEV;
-
goto err_0;
-
}
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err_0:
-
kfree(led_dev);
-
return ret;
总之，错误处理是要处理那些 在错误出现之前申请的资源，将其回收。
驱动代码
下面是对之前led驱动程序的一些改进。
- 使用了结构体来描述设备信息
- 使用goto进行错误处理
- 修改申请主设备号为动态方式
- 使用readl writel 接口函数读写地址
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//led_drv.c
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#include <linux/init.h>
-
#include <linux/module.h>
-
#include <linux/fs.h>
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#include <linux/device.h>
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#include <linux/slab.h>
-
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#include <asm/uaccess.h>
-
#include <asm/io.h>
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ssize_t led_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos);
-
ssize_t led_drv_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos);
-
int led_drv_open(struct inode *inode, struct file *filp);
-
int led_drv_close(struct inode *inode, struct file *filp);
-
-
-
#define GPX2_CON 0x11000C40
-
#define GPX2_SIZE 8
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//volatile unsigned long *gpx2conf;
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//volatile unsigned long *gpx2dat;
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//static unsigned int dev_major = 250;
-
//static struct class *devcls;
-
//static struct device *dev;
-
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-
const struct file_operations my_fops = {
-
.open = led_drv_open,
-
.read = led_drv_read,
-
.write = led_drv_write,
-
.release = led_drv_close,
-
-
};
-
-
-
-
struct led_desc{
-
//声明结构体类型，描述led信息
-
unsigned int dev_major; //描述主设备号
-
struct class *cls;
-
struct device *dev;
-
void *reg_virt_base; //寄存器基地址
-
};
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//定义一个结构体变量，创建对象
-
struct led_desc *led_dev;
-
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static int __init led_drv_init(void)
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{
-
int ret;
-
printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);
-
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//led_dev分配空间，对象的实例化
-
led_dev = kmalloc(sizeof(struct led_desc), GFP_KERNEL);
-
if(led_dev == NULL)
-
{
-
printk(KERN_ERR "malloc error\n");
-
return -ENOMEM;
-
}
-
-
-
//动态向系统申请设备号
-
led_dev->dev_major = register_chrdev(0, "led_dev_test", &my_fops);
-
if(led_dev->dev_major < 0)
-
{
-
printk(KERN_ERR "register_chrdev error\n");
-
ret = -ENODEV;
-
goto err_0;
-
}
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-
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//创建设备结点
-
led_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "led_cls");
-
if(IS_ERR(led_dev->cls))
-
{
-
printk(KERN_ERR "class_create error\n");
-
ret = PTR_ERR(led_dev->cls); //½«Ö¸Õë³ö´íµÄ¾ßÌåÔÒòת»»³ÉÒ»¸ö³ö´íÂë
-
goto err_1;
-
}
-
-
led_dev->dev = device_create(led_dev->cls, NULL,
-
MKDEV(led_dev->dev_major, 0), NULL, "led%d", 0);
-
if(IS_ERR(led_dev->dev))
-
{
-
printk(KERN_ERR "device_create error\n");
-
ret = PTR_ERR(led_dev->dev); //½«Ö¸Õë³ö´íµÄ¾ßÌåÔÒòת»»³ÉÒ»¸ö³ö´íÂë
-
goto err_2;
-
}
-
-
-
//将物理地址映射成为虚拟地址，用指针指向这个地址
-
led_dev->reg_virt_base = ioremap(GPX2_CON, GPX2_SIZE);
-
if(led_dev->reg_virt_base == NULL)
-
{
-
-
printk(KERN_ERR "ioremap error\n");
-
ret = -ENOMEM;
-
goto err_3;
-
}
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//GPX2_7设置成输出模式
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u32 value = readl(led_dev->reg_virt_base);
-
value &= ~(0xf<<28);
-
value |= (0x1<<28);
-
writel(value, led_dev->reg_virt_base);
-
-
return 0;
-
-
err_3:
-
device_destroy(led_dev->cls, MKDEV(led_dev->dev_major, 0));
-
-
err_2:
-
class_destroy(led_dev->cls);
-
-
err_1:
-
unregister_chrdev(led_dev->dev_major, "led_dev_test");
-
-
err_0:
-
kfree(led_dev);
-
return ret;
-
-
}
-
-
static void __exit led_drv_exit(void)
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{
-
printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);
-
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//取消地址映射
-
iounmap(led_dev->reg_virt_base);
-
-
//销毁这个设备结点
-
device_destroy(led_dev->cls, MKDEV(led_dev->dev_major, 0));
-
class_destroy(led_dev->cls);
-
-
-
//释放这个设备号
-
unregister_chrdev(led_dev->dev_major, "led_dev_test");
-
-
//释放结构体空间
-
kfree(led_dev);
-
-
}
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module_init(led_drv_init);
-
module_exit(led_drv_exit);
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MODULE_LICENSE("GPL");
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static int kernel_val = 555;
-
-
// read(fd, buf, size);
-
ssize_t led_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
-
{
-
//printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
-
int ret;
-
ret = copy_to_user(buf, &kernel_val, count);
-
if(ret > 0)
-
{
-
printk("copy_to_user error\n");
-
return -EFAULT;
-
}
-
-
return 0;
-
}
-
-
ssize_t led_drv_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
-
{
-
//printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
-
int ret;
-
int value;
-
ret = copy_from_user(&value, buf, count);
-
if(ret > 0)
-
{
-
printk("copy_to_user error\n");
-
return -EFAULT;
-
}
-
-
-
if(value){
-
writel( readl(led_dev->reg_virt_base + 4) | (1<<7), led_dev->reg_virt_base + 4 );
-
-
}else{
-
writel( readl(led_dev->reg_virt_base + 4) & ~(1<<7), led_dev->reg_virt_base + 4 );
-
}
-
-
-
-
return 0;
-
-
}
-
-
int led_drv_open(struct inode *inode, struct file *filp)
-
{
-
printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
return 0;
-
-
}
-
-
-
int led_drv_close(struct inode *inode, struct file *filp)
-
{
-
printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
return 0;
-
-
}
查看实验结果
修改应用程序，识别设备结点为 /dev/led0
编译并移动文件到nfs根目录
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root@linux:/mnt/hgfs/sharefolder/kernel/linux-3.14-fs4412/drivers/mydrivers/chr_drv# make
-
root@linux:/mnt/hgfs/sharefolder/kernel/linux-3.14-fs4412/drivers/mydrivers/chr_drv# make install
开发板加载模块，执行应用程序
[root@farsight drv_module]# ls
chr_drv.ko chr_test led_drv.ko led_test
[root@farsight drv_module]# insmod led_drv.ko
[ 5097.315000] -------led_drv_init-------------
[root@farsight drv_module]# ./led_test
[ 5104.010000] -------led_drv_open-------
又可以观察开发板上led是闪烁状态了。
文章来源: blog.csdn.net，作者：hinzer，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/feit2417/article/details/84072823
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