字符設備驅動筆記（一）

1.調用關係
            應用程序：open         read         write    
應用層    -----------------------------------------
                              c庫        (swi val)
=================================================    
內核：    system call interface    
            (在異常處理函數裏面，根據發生中斷的原因，調用
             不同的處理函數)
        -----------------------------------------
            sys_open sys_read sys_write
            (VFS Virtual File System)
        -----------------------------------------
            驅動： led_open         led_read     led_write    
        -----------------------------------------
           硬件： led     flash ....    
        
      
2.驅動程序框架：
1)寫出led_on led_read
2)通知內核
  1>構造file_operations
          .open
          .write
          ...
  2>入口函數中：register_chrdev
                       unregister_chrdev
  3>first_drv_init(自定義的入口函數）
      first_drv_exit
  4>module_init修飾入口函數
      module_exit
 
3.    
用戶空間
        APP:    open("/dev/xxx")        read        write
                    屬性：c(設備類型),111(主設備號)
          -----------------------------------------------------
                          C庫
==============================================================
內核                    system call interface
        ------------------------------------------------------
                   VFS                  major作爲索引
                ————————————————————————
        　　　|　數組        |    |    |...    |file_operations|       |
                ————————————————————————
        ------------------------------------------------------
                 led_open                led_read    led_write
        ------------------------------------------------------
 
VFS根據打開的文件的屬性：設備類型、主設備號，這兩個屬性就能找到
register_chrdev函數註冊進內核的file_operations結構體

4.Makefile

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 

clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order

obj-m    += first_drv.o

5.字符設備驅動程序：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>

static struct class *firstdrv_class;
static struct class_device    *firstdrv_class_dev;

volatile unsigned long *gpfcon = NULL;
volatile unsigned long *gpfdat = NULL;


static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    //printk("first_drv_open\n");
    /* 配置GPF4,5,6爲輸出 */
    *gpfcon &= ~((0x3<<(4*2)) | (0x3<<(5*2)) | (0x3<<(6*2)));
    *gpfcon |= ((0x1<<(4*2)) | (0x1<<(5*2)) | (0x1<<(6*2)));
    return 0;
}

static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
    int val;

    //printk("first_drv_write\n");

    copy_from_user(&val, buf, count); //    copy_to_user();

    if (val == 1)
    {
        // 點燈
        *gpfdat &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
    }
    else
    {
        // 滅燈
        *gpfdat |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6);
    }
    
    return 0;
}

static struct file_operations first_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,    /* 這是一個宏，推向編譯模塊時自動創建的__this_module變量 */
    .open   =   first_drv_open,     
    .write    =    first_drv_write,       
};


//驅動的入口函數
int major;
static int first_drv_init(void)
{
　　 //0系統自動分配主設備號
    major = register_chrdev(0, "first_drv", &first_drv_fops); // 註冊, 告訴內核

    firstdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "firstdrv");
    firstdrv_class_dev = class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz"); /* /dev/xyz */
　　 
　　 //0x56000050爲GPFCON的物理地址
    gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
    gpfdat = gpfcon + 1;

    return 0;
}

static void first_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(major, "first_drv"); // 卸載

    class_device_unregister(firstdrv_class_dev);
    class_destroy(firstdrv_class);
    iounmap(gpfcon);
}

module_init(first_drv_init);
module_exit(first_drv_exit);

//不添加，則不能夠識別
MODULE_LICENSE("GPL");

6.測試程序：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

/* firstdrvtest on
  * firstdrvtest off
  */
int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    int val = 1;
    fd = open("/dev/xyz", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!\n");
    }
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage :\n");
        printf("%s <on|off>\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    if (strcmp(argv[1], "on") == 0)
    {
        val  = 1;
    }
    else
    {
        val = 0;
    }
    
    write(fd, &val, 4);
    return 0;
}

 

7.運行

  1>cat /proc/devices
  //加載驅動
  2>insmod first_drv.ko
  //創建設備節點
  3>mknod /dev/xxx  c  111  0
  4>運行
 
  5>lsmod
  6>rmmod first_drv
  7>rm /dev/xxx

  8.  自動分配主設備號,自動創建設備
    1)驅動：①自動分配主設備號
               ②手工指定
    2)應用：
            open("/dev/xxx")
            1>mknod /dev/xxx c 主設備號     次設備號
            2>自動創建設備  udev  mdev(根據系統信息，創建設備節點) 
    　　　　 class_create()
    　　　　class_device_create()
    3)查看系統信息
        cd /sys/class
        cd firstdrv
        cd xyz
        ls
    4)  
        /etc/init.d/rc.S
        echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplus