C语言2.制作第一个驱动程序

先讲解驱动框架,然后写出first_drv驱动程序,来打印一些消息

写出first_drv驱动程序需要以下几步:

(1)写出驱动程序first_drv_open
first_drv_write

(2)需要定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open
first_drv_write

对于字符设备来说,常用file_operations以下多少个成员:

C语言 1

(3)  模块加载函数,通过函数
register_chrdev(major, “first_drv”, &first_drv_fops) 来

挂号字符设备

(4)写驱动的first_drv_init 入口函数来调用这个register_chrdev()注册函数,

(5)通过module_init()来修饰入口函数,使基础知道有其一函数

(6)写驱动的first_drv_exit出口函数,调用这些unregister_chrdev()函数卸载,

(7)
通过module_exit()来修饰出口函数

(8) 模块许可证阐明,
最广大的是以MODULE_LICENSE( “GPL v2” )来声明

1.先是创立first_drv.c文件

代码如下:

#include <linux/module.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/delay.h>

#include <asm/irq.h>

#include <asm/arch/regs-gpio.h>

#include <asm/hardware.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/io.h>


/*1写出驱动程序first_drv_open first_drv_write */

/*  inode结构表示具体的文件,file结构体用来追踪文件在运行时的状态信息。*/

static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file  *file)
{
   printk(“first_drv_open\n”);      //打印,在内核中打印只能用printk()
   return 0;
}

/*参数filp为目标文件结构体指针,buffer为要写入文件的信息缓冲区,count为要写入信息的长度,ppos为当前的偏移位置,这个值通常是用来判断写文件是否越界*/

static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
  printk(“first_drv_write\n”);      //打印,在内核中打印只能用printk()
   return 0;
}


/*2定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open first_drv_write */

 static struct file_operations first_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,     //被使用时阻止模块被卸载
    .open   =   first_drv_open,      
    .write   =   first_drv_write,   
  };



/*4写first_drv_init入口函数来调用这个register_chrdev()注册函数*/
int first_drv_init(void)
{
   /*3 register_chrdev注册字符设备,并设置major=111*/
  /*如果设置major为0,表示由内核动态分配主设备号,函数的返回值是主设备号*/
register_chrdev (111, “first_drv”, &first_drv_fops); //111:主设备号,”first_drv”:设备名
/*
register_chrdev作用:在VFS虚拟文件系统中找到字符设备,然后通过主设备号找到内核数组里对应的位置,最后将设备名字和fops结构体填进去
*/
   return 0;
}

/*5 module_init修饰入口函数*/
module_init(first_drv_init);


/*6 写first_drv_exit出口函数*/
void first_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev (111, “first_drv”);  //卸载驱动,只需要主设备号和设备名就行 
}

/*7 module_exit修饰出口函数*/
module_exit(first_drv_exit);

/*8许可证声明, 描述内核模块的许可权限,如果不声明LICENSE,模块被加载时,将收到内核被污染 (kernel tainted)的警告。*/
MODULE_LICENSE( "GPL v2" );

2然后写Makefile编译脚本:

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6   //依赖的内核目录,前提内核是编译好的


all:                                
       make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules   // M=`pwd`:指定当前目录

                                             // -C $(KERN_DIR)表示要用到依赖的目录里的Makefile

                                        // modules:要编译的目标文件
  
clean:
       make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
       rm -rf modules.order


obj-m      += frist_drv.o     //obj-m:内核模块文件,指将myleds.o编译成myleds.ko

3.
make,编译生成frist_drv.ko文件

 C语言 2

4.然后开发板通过nfs网络文件系统来加载frist_drv.ko

加载此前率先通过 cat
/proc/devices来查阅字符主设备号111是不是被占用

 C语言 3

下一场通过 insmod first_drv.ko来挂载, 通过 cat
/proc/devices就能见到first_drv已挂载好

 C语言 4

5.通过测试程序测试frist_drv模块

测试程序first_driver_text.c代码如下

#include <sys/types.h>    //调用sys目录下types.h文件
#include <sys/stat.h>      //stat.h获取文件属性
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

/*输入”./first_driver_text”,     agc就等于1, argv[0]= first_driver_text  */
/*输入”./first_driver_text on”,   agc就等于2, argv[0]= first_driver_text,argv[1]=on;  */

int main(int argc,char **argv) 
{
int fd1, fd2;
int val=1;
fd1 = open("/dev/xxx",O_RDWR);  //打开/dev/xxx设备节点
if(fd1<0)                   //无法打开,返回-1
  printf("can't open%d!\n", fd1);
else
   printf("can open%d!\n", fd1);    //打开,返回文件描述符

write(fd1, &val, 4);              //写入数据1
return 0;
}

6.然后arm-linux-gcc
-o first_driver_text first_driver_text.c生成执行文书

回去板子串口上使用./first_driver_text来运作,发现只要open()打不开,会重回-1

 C语言 5

是因为大家从不开创dev/xxx那一个设备节点,然后我们来创制,使它非常刚刚挂载好的first_drv模块

mknod -m
660 /dev/xxx c 111 0            //
first_drv模块的主设备号=111

./first_driver_text

 C语言 6

结果如上图,发现测试程序里的open()函数调用了驱动中的first_drv_open()

write()函数调用了驱动中的first_drv_write(),

里面open()函数再次来到值为3,是因为描述符0,1,2都已经被控制台占用了,所以从3起头

7.更上一层楼底层驱动,使用动态装载:

除开静态装载驱动外,仍可以动态装载,让系统活动为我们驱动装置自动分配设备号

7.1
修改first_drv_init入口函数和first_drv_exit 出口函数:

代码如下:

int major;              //定义一个全局变量,用来保存主设备号
int first_drv_init(void)
{
 /*设置major为0,由内核动态分配主设备号,函数的返回值是主设备号*/
  major =register_chrdev (0, “first_drv”, &first_drv_fops);  
  return 0;

}

void first_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev (major, “first_drv”);  //卸载驱动, 将major填入即可
}

 

如下图,通过动态分配得出它的主设备号是252,然后重创252的测试程序

 C语言 7

rm dev/xxx

mknod -m 660 /dev/xxx c
252 0

./first_driver_text

 C语言 8

7.2
每便都要手工创设设备节点,我们一定也会觉得这么做太难为了。

可以采纳机关成立设备节点,Linux有udev、mdev的编制,而我辈的ARM开发板上移植的busybox有mdev机制,然后mdev机制会经过class类来找到相应类的驱动装置来机关创设设备节点
(前提需要有mdev)

在何地设置了mdev机制?

创制根文件系统之使用里有介绍

7.3 接下去使用insmod自动创建设备节点,
rmmod自动撤除设备节点

(1)首先创造一个class设备类,class是一个装置的高级视图,它抽象出低级的落实细节,然后在class类下,创立一个class_device,即类下面创设类的装置:(在C语言中class就是个结构体)

static struct class *firstdrv_class;               //创建一个class类
static struct class_device   *firstdrv_class_devs; //创建类的设备

 

(2)在first_drv_init入口函数中充分:

firstdrv_class= class_create(THIS_MODULE,"firstdrv");  

//创建类,它会在sys/class目录下创建firstdrv_class这个类


firstdrv_class_devs=class_device_create(firstdrv_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"xyz");

//创建类设备,会在sys/class/firstdrv_class类下创建xyz设备,然后mdev通过这个自动创建/dev/xyz这个设备节点,            

 

 

(3)在first_drv_exit出口函数中加上:

  class_destroy(firstdrv_class);                      //注销类,与class_create对应

  class_device_unregister(firstdrv_class_devs);      //注销类设备,与class_device_create对应

 

 重新编译insmod后,会发觉在/dev下活动的开创了xyz设备节点

 C语言 9

内部在sys/class里有各档次的设施,
比如sys/class/fristdev下就有xyz

 C语言 10

然后mdv通过insmod xxx
就去class找到相应类的驱动装置来机关创设设备节点

为啥内容一改成,mdv就能半自动运行创立设备节点吧?

是因为从前开创根文件系统时候,

在etc/init.d/rcS里添加了如此一段:

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug             //支持热拔插

接下来kernel每当设备出现转移时,调用/sbin/mdev来处理相应的音信,使mdev应用程序操作/dev目录下的设施,举办添加或删除

(4).再修改测试程序里open函数,将/dev/xxx改为/dev/xyz,这样就测试模块,就不需要再mknod了.

 驱动程序first_drv_open
first_drv_write中只是打印数据,接下去下一节便起头来点亮LED.