本文围绕Linux环境下驱动程序展开，指出原源代码存在内核版本差异、错误众多等问题，给出了改正后的程序。还介绍了程序的makefile写法，说明了驱动程序的编译、安装、卸载步骤，以及创建设备文件和编写测试程序的方法。
| 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序.虽然它什么也不做,但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器,你就会获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel上可能会出现问题 |
 实例剖析 | |||||
| #define __NO_VERSION__ #include #include char kernel_version [] = UTS_RELEASE; 这一段定义了一些版本信息,虽然用处不是很大,但也必不可少.Johnsonm说所有的驱动程序的开头都要包含,但我看倒是未必.由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道,对设备文件的操作方式不外乎就是一些系统调用,如 open,read,write,close...., 注意,不是fopen, fread.,但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构: struct file_operations {
下面就开始写子程序. buf++;
这几个函数都是空操作.实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构提供函数指针。 设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(modules),如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。 int init_module(void) 下面编译 驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。$ insmod -f test.o如果安装成功，在roc/devices文件中就可以看到设备test,并可以看到它的主设备号。要卸载的话，运行$ rmmod test下一步要创建设备文件。mknod /dev/test c major minorc 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。 用shell命令$ cat /proc/devices | awk "$2=="test" {print $1}"就可以获得主设备号，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。minor是从设备号，设置成0就可以了。 我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。 以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多，要处理如中断，DMA，I/O port等问题。这些才是真正的难点。请看下节，实际情况的处理。如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序.
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某人提出的修改意见
Linux是Unix操作系统的一种变种,在Linux下编写驱动程序的原理和
思想完全类似于其他的Unix系统,但它dos或window环境下的驱动程序有很大的
区别.在Linux环境下设计驱动程序,思想简洁,操作方便,功能也很强大,但是
支持函数少,只能依赖kernel中的
他给的源代码，一是年代久远，内核版本差异太大，二则有些错误不知是否故意为之，
总之是错误一大堆。
源代码如下：（红色即有错之处 ，我后面再贴出自己的）
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node,struct file *file,
char *buf,int count) //2.4的内核定义的read入口参数不同，请见usr/src/linux-X.XX-X/include/linux/fs.h
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT ) //少引入了一个定义VERIFY_WRITE头文件<asm/uaccess.h>
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1,buf,1); //在2.4内核源码中，__put_user只有两个入口参数
/*
* #define put_user(x,ptr)
* __put_user_check((__typeof__(*(ptr)))(x),(ptr),sizeof(*(ptr)))
*/
buf++;
}
return count;
}
static int write_tibet(struct inode *inode,struct file *file,
const char *buf,int count) //错误同read，而且故意把write_test写成write_tibet
{
return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
}
static void release_tibet(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}
//新内核的file_operations定义了更多数据类型，因此这样的方式不太好，详见我的程序
struct file_operations test_fops = {
NULL,
read_test,
write_test,
NULL, /* test_readdir */
NULL,
NULL, /* test_ioctl */
NULL, /* test_mmap */
open_test,
release_test, NULL, /* test_fsync */
NULL, /* test_fasync */
/* nothing more, fill with NULLs */
};
int init_module(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0, "test", &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number/n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
unregister_chrdev(test_major, "test");
}
我改正后的程序（在rethat9.0，内核版本2.4.20-8下通过）：
引用:
//=========================================
#define __NO_VERSION__
#include <linux/module.h>
#include <linux/config.h>
#include <linux/version.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static ssize_t read_test(struct file *file,char *buf,size_t count,loff_t *f_pos)
{ int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1,buf);
buf++;
}
return count;
}
static ssize_t write_test(struct file *file, const char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
return count;
}
static int open_test(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
}
static int release_test(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
return 0;
}
struct file_operations test_fops = {
read:read_test,
write:write_test,
open: open_test,
release:release_test
};
int init_module(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0, "test", &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number/n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
unregister_chrdev(test_major, "test");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("BECKHAM");
//===================================
这个程序存为test.c ,它的makefile:
CC=gcc
MODCFLAGS:=-Wall -DMODULE -D__KERNEL__ -DLINUX -I /usr/src/linux-2.4.20-8/include
test.o:test.c
$(CC) $(MODCFLAGS) -c test.c
(make file的写法见[url]http://bbs.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?p=2102868#2102868[/url]
存为test.mk
在命令行输入# make -f test.mk
驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。
$ insmod -f chardev.o
如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test,
并可以看到它的主设备号。
要卸载的话，运行
$ rmmod test
下一步要创建设备文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。
minor是从设备号，设置成0就可以了。
如： mknod /dev/test c 254 0
我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test",O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file /n");
exit(0);
}
read(testdev,buf,10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d/n",buf[i]);
close(testdev);
}
编译运行，看看是不是打印出全1 ？
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