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linux系统中万物皆文件#xff0c;驱动程序加载后会在/dev目录下生成一 个对应的文件#xff0c;如/dev/led。应用程序就是先用open打开该文件#xff0c; 用write控制led的亮灭#xff0c;用read读取led的亮灭#xff0c;用完之后用close 关闭该…字符设备驱动程序简介
linux系统中万物皆文件驱动程序加载后会在/dev目录下生成一 个对应的文件如/dev/led。应用程序就是先用open打开该文件 用write控制led的亮灭用read读取led的亮灭用完之后用close 关闭该文件。 这里需要注意的是应用程序运行在用户空间驱动程序运行 在内核空间。应用程序必须使用一个叫做“系统调用”的方法 来实现从用户空间“陷入”到内核空间这样才能实现对底层 驱动的操作。一个open函数执行的过程如下
字符设备驱动编写
linux源码中字符设备驱动程序存放在driver/char目录下我们也可以将我们自己的驱动程序保存在该目录下 在driver/char下创建源文件first_driver.c并在文件中填入如下代码
模块加载使用 __init 函数 模块卸载使用 __exit函数
字符设备驱动注册函数int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops)
1. unsigned int major主设备号这里就不得不提一下linux中的
设备号了。一个字符设备或者块设备都有一个主设备号和次
设备号。主设备号和次设备号统称为设备号。主设备号用来
表示一个特定的驱动程序。次设备号用来表示使用该驱动程
序的设备。简单来说linux需要一个数来管理某个驱动程序
和使用这个驱动程序的设备。很明显这个设备号具有唯一
性。我们可以使用cat /proc/devices命令即可查看当前系统中
所有已经使用了的设备号。在接下来的程序中我们可以设
置一个静态的主设备号比如200。设置时一定要注意不能使
用已经用了的主设备号。
2. const char *name为你的驱动程序起一个名字
3. struct file_operations *fops这是一个指向file_operations结构
体变量的指针这个结构体里面的成员绝大多数都是函数的
指针。这些函数的指针指向一个我们编写的函数每个函数
都有着各自的作用。file_operations fops
该函数成员有以下一些 其中我们驱动编写需要用到的参数有
①open 函数用于打开设备文件
② release 函数用于释放(关闭)设备文件与应用程序中的close
函数对应
③ read 函数用于读取设备文件
④write 函数用于向设备文件写入(发送)数据
⑤ owner 拥有该结构体的模块的指针一般设置为
THIS_MODUL为了调用注册字符设备驱动函数不得不先准备一个file_operations结构体变量而这个结 构体变量中必要的成员必须提前准备几个函数
在init__中调用注册函数
编译字符设备驱动程序
这种方法需要我们的驱动源码就放在driver/char目录中恰好我 们就是这么做的。步骤如下
1.打开drivers/char/Kconfig 文件并添加如下内容 在这里就可以找到自己刚才添加的设备了
2.打开drivers/char/Makefile并添加下面内容
、物 理地址(PAPhyscical Address)。对于32 位的处理器来说虚拟地址范 围是2^324GB我们的开发板上有64MB 的SDRAM这64MB 的内存 就是物理内存经过MMU 可以将其映射到整个4GB 的虚拟空间 那么换句话说就是由于linux启动时启用了MMU所以在编写程序时用 到的都是虚拟内存而不是物理内存。但是操作led必须使用物理内存 Led驱动程序
可以在keil4/5中查看对应寄存器的物理地址在此我们需要用到的寄存器有GPBCON0x56000010和GPBDAT0x56000014但是我们在机器中直接访问系统会认为我们输入的是虚拟地址而无法控制我们想要控制的寄存器所以我们必须完成一次虚拟映射以获取它们的虚拟地址
#define ioremap(cookie,size) ……
在cookie中输入寄存器的物理地址 在size中输入地址字节数大小 第53-55行为GPIO设置和裸机设置一样
地址常量和寄存器变量定义如下
可以看出REG_GPBCON和REG_GPBDAT就是两个普通的指针设置寄 存器需要使用指针的间接访问 在驱动程序被卸载的时候也需要取消映射 led驱动程序不要应用程序“读取”只需要编写写入函数就行 之前的代码中在注册字符设备驱动的时候我们使用了一个静态的主设备 号200很明显200这个主设备号如何已经被使用了那么我们就无法 完成注册。最好的办法就是由系统给我们提供一个合法的设备号
申请设备号的函数int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)
参数dev的数据类型是dev_t,这个数据类型就是linux设备号的数据类型 需要注意的是这个数据类型的本身就是unsigned int型其中包括了 主设备号和次设备号。主设备号占高12位次设备号占20位。l很明显 主设备号从0~4095次设备号虽然占20位但是它的有效范围是从 0~256。l系统提供了两个宏分别用于从一个设备号中提取主设备号和 次设备号MAJOR和MINOR。这个参数就是需要我们定义一个dev_t变 量函数将获得的设备号通过这个参数传递出来。
dev:传递一个dev_t类型的变量地址
baseminor此设备号的起始值次设备号count申请几个此设备
name设备名
返回0表示成功负数表示不成功在led驱动中添加全局变量static dev_t dev_num并调用 alloc_chrdev_region函数申请合法的设备号
设备号与驱动程序关联 int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count);
1.该函数需要一个cdev结构体变量的地址struct cdev结构体中包含了
dev_t和struct operations所以它能够把dev_t和驱动程序联系在一
起
2. dev参数就是之前申请到的设备号
3.申请的次设备号的个数在调用cdev_add函数之前还需要把我们定义的cdev变量初始化一下 这里调用
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops);
cdev变量的地址 2.文件操作结构体变量地址
操作如下
自动添加节点
创建class使用带参宏#define class_create(owner, name)
其实这个宏又调用了__class_create(owner, name, __key)函数
1. owenr指向模块的指针这里只需传THIS_MODULE
2. name为该设备的类型起个名字
3.该函数返回struct class *用宏IS_ERR判断是否合法创建device使用函数
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, …)
class参数之前获得的指针parent设备的父设备指针传NULLdevt设备号drvdata驱动需要的额外参数这里传NULLfmt将来在/det目录下生成的文件名 模块卸载
