嵌入式内核及驱动开发之学习笔记（二） 实现应用控制驱动
Linux系统根据驱动程序实现的模型框架将设备驱动分成字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动三大类。这里简单理解一下概念
- 字符设备：设备按字节流处理数据，通常用的串口设备、键盘设备都是这种。
- 块设备：设备按块单位对数据处理，通常是存储设备。
- 网络设备：顾名思义，建立在socket接口上的设备。
字符设备驱动框架
作为字符设备驱动要素：
1，必须有一个设备号，用在众多到设备驱动中进行区分
2，用户必须知道设备驱动对应到设备节点(设备文件)
3，对设备操作其实就是对文件操作，应用空间操作open，read，write的时候，实际在驱动代码有对应到open， read，write
linux把所有到设备都看成文件，用户对字符设备进行操作实际上就是对驱动进行操作，实际上就是操作对应的设备文件！
而设备号是内核层区别设备的一个标识，我们通过驱动代码程序实现下面 应用程序到设备驱动的控制过程。
应用层程序 --> 设备结点 --> 设备号 --> 设备驱动 --> 硬件
实现一简易的框架。首先是驱动程序的实现
当用户装载完驱动模块，程序会执行 chr_drv_init 这个回调函数，向系统申请一个主设备号（表示程序为哪一类设备服务），创建设备结点（产生/dev/chr2，linux系统能识别这个设备文件）；当用户卸载驱动模块后，程序执行 chr_drv_exit 这个回调函数，将之前申请的设备结点和设备号回收。
结构体类型 file_operations 定义了很多对应用层的接口，这些成员变量都是函数指针。我们将这些指针指向自己定义的函数入口。再去实现我们的函数功能。
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//chr_drv.c
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#include <linux/init.h>
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#include <linux/module.h>
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#include <linux/fs.h>
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#include <linux/device.h>
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static unsigned int dev_major = 250;
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static struct class *devcls;
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static struct device *dev;
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ssize_t chr_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos);
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ssize_t chr_drv_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos);
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int chr_drv_open(struct inode *inode, struct file *filp);
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int chr_drv_close(struct inode *inode, struct file *filp);
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const struct file_operations my_fops = {
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.open = chr_drv_open,
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.read = chr_drv_read,
-
.write = chr_drv_write,
-
.release = chr_drv_close,
-
-
};
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static int __init chr_drv_init(void)
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{
-
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printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);
-
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//向系统申请设备号
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int ret;
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ret = register_chrdev(dev_major, "chr_dev_test", &my_fops);
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if(ret == 0){
-
printk("register ok\n");
-
}else{
-
printk("register failed\n");
-
return -EINVAL;
-
}
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//创建设备结点
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devcls = class_create(THIS_MODULE, "chr_cls");
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dev = device_create(devcls, NULL, MKDEV(dev_major, 0), NULL, "chr2");
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-
return 0;
-
}
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static void __exit chr_drv_exit(void)
-
{
-
printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);
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//销毁这个设备结点
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device_destroy(devcls, MKDEV(dev_major, 0));
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class_destroy(devcls);
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//释放这个设备号
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unregister_chrdev(dev_major, "chr_dev_test");
-
}
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module_init(chr_drv_init);
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module_exit(chr_drv_exit);
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MODULE_LICENSE("GPL");
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// read(fd, buf, size);
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ssize_t chr_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
-
{
-
printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
-
return 0;
-
-
}
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ssize_t chr_drv_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
-
{
-
printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
-
return 0;
-
-
}
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int chr_drv_open(struct inode *inode, struct file *filp)
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{
-
printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
return 0;
-
-
}
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int chr_drv_close(struct inode *inode, struct file *filp)
-
{
-
printk("-------%s-------\n", __FUNCTION__);
-
return 0;
-
-
}
应用程序用来测试驱动程序的这些接口函数，实现对驱动的控制。
这里open函数定位到驱动程序的chr_drv_open函数，read函数定位到驱动程序的chr_drv_read函数（参考驱动程序中my_fops结构体的初始化）。就像文件IO函数那样使用，只不过我们驱动程序里对应的函数没有具体的实现，能看到一些打印信息。
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//chr_test.c
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#include <stdio.h>
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#include <string.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <sys/types.h>
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#include <sys/stat.h>
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#include <fcntl.h>
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#include <unistd.h>
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int main(int argc, char *argv[])
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{
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int fd;
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int value = 0;
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//打开设备结点
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fd = open("/dev/chr2", O_RDWR);
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if(fd < 0)
-
{
-
perror("open");
-
exit(1);
-
}
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//读操作
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read(fd, &value, 4);
-
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while(1)
-
{
-
//写操作
-
value = 0;
-
write(fd, &value, 4);
-
sleep(1);
-
-
//写操作
-
value = 1;
-
write(fd, &value, 4);
-
sleep(1);
-
-
}
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-
-
close(fd);
-
-
return 0;
-
-
}
Makefile文件负责整个工程的编译与管理
相比于之前，要多编译了chr_test.c这个文件,APP_NAME 指定目标文件名，CROSS_COMPILE 指定交叉编译工具链。下面还要修改添加一下编译规则
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ROOTFS_DIR = /nfs/rootfs
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APP_NAME = chr_test
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CROSS_COMPILE = /home/linux/soft/gcc-4.6.4/bin/arm-none-linux-gnueabi-
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CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
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ifeq ($(KERNELRELEASE), )
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KERNEL_DIR = /mnt/hgfs/sharefolder/kernel/linux-3.14-fs4412
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CUR_DIR = $(shell pwd)
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all :
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make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) modules
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$(CC) $(APP_NAME).c -o $(APP_NAME)
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clean :
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make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) clean
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install:
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cp -raf *.ko $(APP_NAME) $(ROOTFS_DIR)/drv_module
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else
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obj-m += chr_drv.o
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endif
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查看实验结果
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
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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 chr_test.ko hello.ko math.ko
[root@farsight drv_module]# insmod chr_drv.ko
[ 3036.170000] -------chr_drv_init-------------
[ 3036.175000] register ok
[root@farsight drv_module]# ./chr_test
[ 3041.255000] -------chr_drv_open-------
[ 3041.255000] -------chr_drv_read-------
[ 3041.260000] -------chr_drv_write-------
[ 3042.265000] -------chr_drv_write-------
[ 3043.265000] -------chr_drv_write-------
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/84035899
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