学习字符驱动编程模笔记

2019-04-14 14:43发布

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设备驱动模型：                          一：驱动初始化
                                       1、分配设备描述结构                                        2、初始化设备描述结构
                                        3、注册设备描述结构                                        4、硬件初始化                           二：实现设备操作                           三：驱动注销               

一、驱动初始化
 在任何一个驱动模型中，设备都会用内核中的一种结构来描述，字符驱动的描述：struct cdev
struct cdev{              struct  kobject kobj;              struct module *owner;              const struct file operations*ops;           //设备操作集              struct list_head list;              dev_t dev;      //设备号 
             unsigned int count;        //设备数 };
可以查看 /dev 目录下的设备号
字符设备文件  与 字符设备驱动  通过主设备号产生联系，通过次 设备号，区别相同的设备，如串口1，和串口2
 dev_t 类型来定义设备号，dev_t 实际是32bit  unsigned int , 其中高 12bit为主设备，低20bit 为 次设备号
dev_t dev = MKDEV(主设备号， 次设备号)   //得到dev_t
 主设备号 = MAJOR(dev_t dev) 次设备号 = MINOR(dev_t dev)
设备号-分配          静态申请：自己选择一个数字做为设备号用 register_chrdev_region 向内核申请使用， 如果 数字已经被占用，则不可以用          动态申请：alloc_chrdev_region  由内核分配
设备号-注销          在驱动退出时，使用unregister_chrdev_region函数释放设备号

设备操作集    const struct file operations*ops 基本都是函数指针
当应用程序调用 open , close, read, write 等时，内核中有一张映射表                           比如 应用程序传递 open ,内核转换为 xxopen ，等                            而file operations 就是一个映射表                            如：
                           struct file operations dev xops = {                                    .llseek = NULL,    // 因为设备不支持此操作所以定义为空
                                    .read = dev_read,                                    .write = dev_write,                                    .ioctl = dev_ioctl,                                    .open = dev_open,                                    .release = dev_release,                            };
描述结构                 分配： cdev变量                              静态分配： struct cdev mdev;                               动态分配： struct cdev *pdev = cdev_alloc();                   初始化：                               使用cdev_init函数来完成         cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)                                参数   cdev:待初始化的cdev结构    
                                           fops:设备对应的操作函数集                    注册：                                使用cdev_add函数完成          cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)                                 参数    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                      三个操作之后，就登记好了

二、实现设备操作
                    设备操作原型（不可以更改）如：                      int (*open) (struct inode *, struct file *);                       打开设备，响应open系统                      int (*release)(struct inode *, struct file *);                       关闭设备，响应close系统调用                      loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int)                       重定位读写指针，响应lseek系统调用                      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                      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
                      linux系统中，每一个打开文件，在内核中都会关联一个struct file , 它由内核在打开文件时创建，在文件关闭后释放。                                      重要成员：                                                       loff_t f_pos /*文件读写指针*/                                                       struct file_operations *f_op /*该文件所对应的操作*/                        Struct  inode
                                     每一个存在于文件系统里面的文件都会关联一个inode结构，该结构主要用来记录文件物理上的信息。因此，它和代表打开文件的file结构是不同的。                              一个文件没有打开时不会关联file结构，但却会关联一个inode结构。                                       重要成员：                                                dev_t    i_rdev: 设备号
                           open设备方法是驱动程序用来为以后的操作完成初始化准备工作。在大部分驱动程序中， open完成的工作如下：                                              1，标明次设备号                                               2，启动设备                             release 方法的作用正好与open相反。 这个设备有时也称为close,它应用：                                                1，关闭设备。                              read 设备方法通常完成2件事：                                                 1，从设备中读取数据（属于硬件访问类操作）                                                  2，将读取到的数据返回给应用程序                                                  ssize_t (*read) (struct file * filp, char _user* buff, size_t  count, loff_t *offp)                                                   file: 与字符设备文件关联的file结构指针，由内核创建。                                                   buff: 从设备读取到的数据，需要保存到的位置，由read系统调用提供该参数                                                   count:请求传输的数据里，由read系统提供参数                                                   offp:文件读写位置，由内核从file结构中取出后，传递进去。                                                    buff 参数是来源于用户空间的指针，这类指针都不用能被内核代码直接引用，必须使用专门的函数                                                                 int copy_from_user(void *to, const void_user *from, int n)                                                                 int copy_to_user(void _user *to, const void *from, int n) 
 三，驱动注销：                           当我们从内核中卸载驱动程序的时候，需要使用cdev_del函数完成字符设备的注销
                                                          
                             



                                                     





                
                         


      




             

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