先講解驅動框架,然后寫出first_drv驅動程序,來打印一些信息
寫出first_drv驅動程序需要以下幾步：
(1)寫出驅動程序first_drv_open first_drv_write
(2)需要定義file_operations結構體來封裝驅動函數first_drv_open first_drv_write
對於字符設備來說,常用file_operations以下幾個成員:
(3) 模塊加載函數,通過函數 register_chrdev(major, “first_drv”, &first_drv_fops) 來
注冊字符設備
(4)寫驅動的first_drv_init 入口函數來調用這個register_chrdev()注冊函數，
(5)通過module_init()來修飾入口函數,使內核知道有這個函數
(6)寫驅動的first_drv_exit出口函數，調用這個unregister_chrdev()函數卸載,
(7) 通過module_exit()來修飾出口函數
(8) 模塊許可證聲明, 最常見的是以MODULE_LICENSE( "GPL v2" )來聲明
1.首先創建first_drv.c文件
代碼如下:
#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寫出驅動程序first_drv_open first_drv_write */ /* inode結構表示具體的文件，file結構體用來追蹤文件在運行時的狀態信息。*/ static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk(“first_drv_open\n”); //打印，在內核中打印只能用printk() return 0; } /*參數filp為目標文件結構體指針，buffer為要寫入文件的信息緩沖區，count為要寫入信息的長度，ppos為當前的偏移位置，這個值通常是用來判斷寫文件是否越界*/ 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，在內核中打印只能用printk() return 0; } /*2定義file_operations結構體來封裝驅動函數first_drv_open first_drv_write */ static struct file_operations first_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, //被使用時阻止模塊被卸載 .open = first_drv_open, .write = first_drv_write, }; /*4寫first_drv_init入口函數來調用這個register_chrdev()注冊函數*/ int first_drv_init(void) { /*3 register_chrdev注冊字符設備,並設置major=111*/ /*如果設置major為0，表示由內核動態分配主設備號，函數的返回值是主設備號*/ register_chrdev (111, “first_drv”, &first_drv_fops); //111:主設備號,”first_drv”:設備名 /* register_chrdev作用:在VFS虛擬文件系統中找到字符設備，然后通過主設備號找到內核數組里對應的位置,最后將設備名字和fops結構體填進去 */ return 0; } /*5 module_init修飾入口函數*/ module_init(first_drv_init); /*6 寫first_drv_exit出口函數*/ void first_drv_exit(void) { unregister_chrdev (111, “first_drv”); //卸載驅動,只需要主設備號和設備名就行 } /*7 module_exit修飾出口函數*/ module_exit(first_drv_exit); /*8許可證聲明, 描述內核模塊的許可權限，如果不聲明LICENSE，模塊被加載時，將收到內核被污染 （kernel tainted）的警告。*/ MODULE_LICENSE( "GPL v2" );
2然后寫Makefile編譯腳本:
KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6 //依賴的內核目錄,前提內核是編譯好的 all: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
// M=`pwd`:指定當前目錄 //make -C $(KERN_DIR) 表示將進入(KERN_DIR)目錄,執行該目錄下的Makefile
//等價於在linux-2.6.22.6目錄下執行: make M=(當前目錄) modules // modules:要編譯的目標文件 clean: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean rm -rf modules.order obj-m += frist_drv.o //obj-m:內核模塊文件，指將myleds.o編譯成myleds.ko
3. make,編譯生成frist_drv.ko文件
4.然后開發板通過nfs網絡文件系統來加載frist_drv.ko
加載之前首先通過 cat /proc/devices來查看字符主設備號111是否被占用
然后通過 insmod first_drv.ko來掛載, 通過 cat /proc/devices就能看到first_drv已掛載好
5.通過測試程序測試frist_drv模塊
測試程序first_driver_text.c代碼如下
#include <sys/types.h> //調用sys目錄下types.h文件 #include <sys/stat.h> //stat.h獲取文件屬性 #include <fcntl.h> #include <stdio.h> /*輸入”./first_driver_text”, agc就等於1, argv[0]= first_driver_text */ /*輸入”./first_driver_text on”, agc就等於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); //打開/dev/xxx設備節點 if(fd1<0) //無法打開,返回-1 printf("can't open%d!\n", fd1); else printf("can open%d!\n", fd1); //打開，返回文件描述符
write(fd1, &val, 4); //寫入數據1 return 0; }
6.然后arm-linux-gcc -o first_driver_text first_driver_text.c生成執行文件
回到板子串口上使用./first_driver_text來運行,發現如果open()打不開,會返回-1
是因為我們沒有創建dev/xxx這個設備節點,然后我們來創建,使它等於剛剛掛載好的first_drv模塊
mknod -m 660 /dev/xxx c 111 0 // first_drv模塊的主設備號=111
./first_driver_text
結果如上圖,發現測試程序里的open()函數調用了驅動中的first_drv_open()
write()函數調用了驅動中的first_drv_write(),
其中open()函數返回值為3,是因為描述符0,1,2都已經被控制台占用了,所以從3開始
7.改進底層驅動,使用動態裝載:
除了靜態裝載驅動外，還可以動態裝載，讓系統自動為我們驅動設備自動分配設備號
7.1 修改first_drv_init入口函數和first_drv_exit 出口函數:
代碼如下:
int major; //定義一個全局變量，用來保存主設備號 int first_drv_init(void) { /*設置major為0，由內核動態分配主設備號，函數的返回值是主設備號*/ major =register_chrdev (0, “first_drv”, &first_drv_fops); return 0; } void first_drv_exit(void) { unregister_chrdev (major, “first_drv”); //卸載驅動, 將major填入即可 }
如下圖,通過動態分配得出它的主設備號是252,然后重創252的測試程序
rm dev/xxx
mknod -m 660 /dev/xxx c 252 0
./first_driver_text
7.2 每次都要手工創建設備節點，大家肯定也會覺得這樣做太麻煩了。
可以使用自動創建設備節點，Linux有udev、mdev的機制，而我們的ARM開發板上移植的busybox有mdev機制，然后mdev機制會通過class類來找到相應類的驅動設備來自動創建設備節點 (前提需要有mdev)
在哪里設置了mdev機制？
在制作根文件系統之使用里有介紹
7.3 接下來使用insmod自動創建設備節點, rmmod自動注銷設備節點
(1)首先創建一個class設備類，class是一個設備的高級視圖，它抽象出低級的實現細節，然后在class類下，創建一個class_device，即類下面創建類的設備:(在C語言中class就是個結構體)
static struct class *firstdrv_class; //創建一個class類 static struct class_device *firstdrv_class_devs; //創建類的設備
(2)在first_drv_init入口函數中添加:
firstdrv_class= class_create(THIS_MODULE,"firstdrv"); //創建類,它會在sys/class目錄下創建firstdrv_class這個類 firstdrv_class_devs=class_device_create(firstdrv_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"xyz"); //創建類設備,會在sys/class/firstdrv_class類下創建xyz設備,然后mdev通過這個自動創建/dev/xyz這個設備節點,
(3)在first_drv_exit出口函數中添加:
class_device_unregister(firstdrv_class_devs); //注銷類設備,與class_device_create對應 class_destroy(firstdrv_class); //注銷類,與class_create對應
重新編譯insmod后,會發現在/dev下自動的創建了xyz設備節點
其中在sys/class里有各種類的設備, 比如sys/class/fristdev下就有xyz
然后mdv通過insmod xxx 就去class找到相應類的驅動設備來自動創建設備節點
為什么內容一更改,mdv就能自動運行創建設備節點呢?
是因為以前創建根文件系統時候，
在etc/init.d/rcS里添加了這么一段:
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug //支持熱拔插
然后kernel每當設備出現變動時，調用/sbin/mdev來處理對應的信息，使mdev應用程序操作/dev目錄下的設備，進行添加或刪除
(4).再修改測試程序里open函數,將/dev/xxx改為/dev/xyz,這樣就測試模塊，就不需要再mknod了.
驅動程序first_drv_open first_drv_write中只是打印數據,接下來下一節便開始來點亮LED.