字符设备驱动

1、驱动分类1 常规分类1.1 字符设备：以字节为最小访问单位的设备，通常支持open,close,read,write系统调用。如串口、LED、按键1.2 块设备：以块为最小访问单位的设备（块一般为512字节或512字节的倍数），linux中允许块设备传送任意字节数。如硬盘、flash、SD卡。1.3 网络接口：负责发送和接收数据报文，可以是硬件设备，如网卡，也可以是纯软件设备，如回环接口（lo）2 总线分类法1.1 USB设备1.2 PCI设备1.3 平台总线设备学习方法1 构建驱动模型2 添加硬件操作3 驱动测试硬件访问1 地址映射1.1 静态映射void *ioremap(physaddr

2、,size)physaddr:待映射的物理地址size:映射的区域长度返回值：映射后的虚拟地址1.2 动态映射用户事先指定映射关系，在内核启动时自动将物理地址映射为虚拟地址。struct map_descunsigned long virtual;/映射后的虚拟地址unsigned long pfn;/物理地址所在的页帧号unsigned long length;/映射长度unsigned int type;/映射的设备类型2 寄存器读写unsigned ioread8(void *addr)unsigned ioread16(void *addr)unsigned readb(address

3、)unsigned readw(address)unsigned readl(address)void iowrite8(u8 value,void *addr)void iowrite16(u16 value,void *addr)void iowrite32(u32 value,void *addr)void writeb(unsigned value, address)void writew(unsigned value, address)void writel(unsigned value, address)驱动的运用1 编译安装驱动1.1 创建Makefileobj-m := mem

4、dev.oKDIR := /home/linux-tq2440all:make C $( KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm1.2 拷贝驱动（内核模块）到/rootfs1.3 安装驱动程序insmod memdev.ko1.4 查看 lsmod2 字符设备文件2.1 查看主设备号cat /proc/devices主设备号 设备名2.2 创建设备文件mknod /dev/文件名 c 设备号 次设备号（0255）3 应用程序3.1 打开字符设备文件fd = open(“/dev/memdev0”,O_RDWR);3.2

5、操作字符设备文件write(fd,&buf,sizeof(int);read(fd,&buf,sizeof(int);3.3 关闭字符设备文件close(fd);3.4 编译（静态编译）arm-linux-gcc static 文件名.c O文件名字符设备驱动模型1 设备描述结构cdev1.1 结构定义struct cdevstruct kobject kobl;struct module *owner;const struct file operations *ops ;/设备操作集struct lis thead list;dev_t dev;/设备号。unsigned i

6、nt count;设备数1.2 设备号类型dev_t1.2.1 dev_t介绍：实质为32位的unsigned int，高十二位为主设备号，低二十位为次设备号。1.2.2 操作设备号：dev_t dev=MKDEV(主设备号，次设备号)主设备号=MAJOR(dev_t dev)次设备号=MINOR(dev_t dev)1.2.3 申请设备号：静态申请：int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);first: 待分配的起始设备编号，通常为0；count: 连续设备编号的总数name: 设备名（ca

7、t /proc/devices）动态申请：int alloc_chrdev_region(dev_t *dev,unsigned int -firstminor,unsigned int -count,char *name)dev:得到的设备号保存位置-firstminor: 待分配的起始设备编号，通常为0；-count: 连续设备编号的总数name: 设备名（cat /proc/devices）1.2.4 注销设备号：unregister_chardev_region1.3 操作集struct file operations1.3.1 struct file operations介绍：函数指

8、针的集合，定义能在设备上进行的操作。对于不支持的操作设置为NULL1.3.2 例：struct file operations dev_fops = .llseek = NULL;.read = dev_read,.write = dev_write,.ioctl = dev_inctl,.open = dev_open,.release = dev_release,；2 驱动初始化2.1 分配设备描述结构 静态分配：struct cdev mdev;动态分配：struct cdev *pdev = cdev_alloc();2.2 初始化设备描述结构cdev_init(struct cdev

9、 *cdev,const struct file_operations *fops)*cdev：待初始化的cdev结构/*fops：设备对应的操作函数集2.3 注册设备描述结构 cdev_add(struct cdev *p,dev_t dev,unsigned count)p:待添加到内核的字符设备结构dev：设备号count：该类设备的设备个数2.4 硬件初始化3 设备操作（设备方法）3.1 int (*open) (struct inode *,struct file *) 打开设备，响应open系统3.1.1 struct file:3.1.1.1 linux系统中，每个打开的文件，都

10、会关联一个struct file，由内核在文件打开时创建，文件关闭后释放3.1.1.2 重要成员loff_t f_pos /文件读写指针struct file_operation *f_op /文件对应的操作3.1.2 struct inode3.1.2.1 每个存在于文件系统的文件都会关联一个inode结构，记录文件物理信息。3.1.2.2 重要成员：dev_t i_rdev /设备号3.2 int (*release) (struct inode *,struct file *) 关闭设备，响应close系统3.3 loff_t (*llseek) (struct file *,loff_

11、t,int) 重定位读写指针，响应lseek系统调用3.4 ssize_t (*read) (struct file *,char _user *,size_t,loff_t *) 从设备读取数据，响应read系统调用3.4.1 参数分析：filp：与字符设备文件关联的file结构指针，由内核创建buff：从设备读到的数据需要保存的位置，由read系统调用提供count：请求传输的数据量，由read系统调用提供offp：文件读写位置，由内核从file结构中取出传递进来3.4.2 从设备中读取数据（硬件访问类操作）3.4.3 将读到的数据返回给应用程序3.5 ssize_t (*write) (struct file *,const char _user *,size_t,loff_t *) 向设备写入数据，响应write系统调用3.5.1 参数分析：filp：与字符