Linux之字符驱动认识（一）（二）

2021-09-01 00:38:09

（一）字符设备驱动框架

Linux设备驱动
用户空间对驱动的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
字符设备:
对设备的操作按照字符的形式进行操作。所产生的数据是字符流大部分设备都是字符设备，如：LCD，I2c等等。因为字符设备的数据是从寄存器中产生，所以数据量不大，速度快，字符设备的读取方式：文件IO。
块设备:
对设备的操作按照块的形式进行操作。存储设备，数据以块为单位，如：硬盘、u盘、flash、sd卡等，读取的数据量大，速度慢，内核对这样的操作进行优化机制，如缓冲，文件系统层等
网络设备：跑协议的，linux把网络设备全部做成socket套接字设备

字符设备三要素：
1）设备号（设备号被驱动使用，区分不同的设备）向内核注册设备号
2）实现应用程序对设备操作的函数接口（实现对设备的操作）
3）设备节点（设备节点被应用程序）驱动创建设备节点

（二）主设备号

查看：cat /proc/devices
设备号（32bit）= 主设备号（高12bit） + 次设备号（低20bit）

向内核申请注册设备号：
1）用户自定义设备号，向内核申请注册
2）由内核自动分配设备号，再进行注册

函数原型：int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)  
功能：  向内核申请注册设备号
参数：  from  需要注册的设备号
       count  注册的设备号的数量
	   name   对设备号进行描述（用户自定义，非设备节点）  
返回值：成功 0  
	   失败 负数

 函数原型：int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)
 功能:自动分配设备号，并且完成注册
 参数： dev  保存自动分配的设备号
       baseminor   次设备号（用户自定义）
	   count    注册设备号的数量
	   name    对设备号的描述
 返回值：成功  0
        失败  负数

 函数原型：void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
 功能：注销设备号
 参数：from  设备号
      count  注销设备号的数量

测试代码:

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>

#define DEV_NUM 1
int major = 500;//为主设备号
int minor = 0;  //为次设备号
dev_t devno;
int ret;

MODULE_LICENSE("GPL");
#if 0
static int __init test_init(void){
	printk("-------------%s------------\n", __FUNCTION__);
	
	devno = MKDEV(major, minor);
	//MKDEV是将主设备号和次设备号转换成dev_t类型的一个内核函数。
	ret = register_chrdev_region(devno, DEV_NUM, "test_dev");

	if(ret < 0){
		printk("register_chrdev_region error\n");
		goto err;
	}
	return 0;
err:
	return ret;
}

#else
static int __init test_init(void){
	printk("-------------%s------------\n", __FUNCTION__);
	
	ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, DEV_NUM, "test_dev");

	if(ret < 0){
		printk("register_chrdev_region error\n");
		goto err;
	}

	printk("major = %d\n", MAJOR(devno));
	return 0;
err:
	return ret;
}
#endif
static void __exit test_exit(void){
	printk("-------------%s------------\n", __FUNCTION__);
	unregister_chrdev_region(devno, DEV_NUM);
}
module_init(test_init);
module_exit(test_exit);

Makefile

ifeq ($(KERNELRELEASE), )
#第一次判断为是(KENRELRELEASE)为空KERNELRELEASE内核中的变量
export ARCH=arm
#指定是在ARM上使用，表示设置目标 CPU 类别为 arm
KERNEL_DIR = /home/6818/lollipop-5.1.1_r6/linux/kernel/kernel-3.4.39
#内核源码位置，根据自己的路径去修改
CUR_DIR = $(shell pwd)
#模块所在路径
all:
        make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) modules
        #借用内核Makefile编译成模块 -C代表切换目录
clean:
        make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) clean
		#借用内核Makefile删除编译好的文件删除
else
        obj-m += driver.o
        #声明编译的文件
endif