如何编写一个Linux字符设备驱动?

感觉学好驱动的基础,起码要了解驱动编写过程。。。所以就小小的整理了一下。

字符设备驱动的编写

编写字符设备驱动主要完成以下动作:
1. 定义一个结构体static struct file_operations变量,其内定义一些设备的open read write close等控制函数
2. 在结构体外分别实现结构体中定义的这些函数
3. 向结构体中注册或删除驱动模块

注册字符设备:
1. 分配cdev: struct cdev *cdev_alloc(void);
2. 初始化cdev: void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops);
3. 添加cdev: int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)

初始化时
MKDEV 创建设备号
注册设备号 通过调用register_chrdev_region()函数实现
初始化设备号 调用cdev_init()
注册设备到内核 调用cdev_add()

退出时
删除设备 调用cdev_del()
注销设备号 调用unregister_chrdev_region()

代码如下,亲测有效

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>    //struct file_operations
#include <linux/cdev.h>  //struct cdev

#define NUM_OF_MINORS 1
#define HELLO_MAJOR 250
#define DEV_NAME "hello_char_dev"


static struct cdev hello_cdev;
dev_t hello_devno;



static int hello_open(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
    printk(KERN_INFO "[kernel info]%s   \n", __func__);
    return 0;
}

static struct file_operations hello_ops = {
    .open = hello_open,
};


static int __init hello_init(void)
{
    int ret;
    //组装设备号
    hello_devno = MKDEV(HELLO_MAJOR, 0);//(HELLO_MAJOR << 20 | 0);
    ret = register_chrdev_region(hello_devno, NUM_OF_MINORS, DEV_NAME);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "[kernel err]%s: register_chrdev_region failed!  \n",
                __func__);
        return ret;
    }
    //初始化设备
    //hello_cdev.ops = &hello_ops;  
    cdev_init(&hello_cdev, &hello_ops);
    //注册设备到内核
    ret = cdev_add(&hello_cdev, hello_devno, NUM_OF_MINORS);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "[kernel err]%s: cdev_add failed!  \n",
                __func__);
        unregister_chrdev_region(hello_devno, NUM_OF_MINORS);
        return ret;
    }

    printk(KERN_INFO "[kernel info]%s   \n", __func__);
    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)
{
    cdev_del(&hello_cdev);
    unregister_chrdev_region(hello_devno, NUM_OF_MINORS);
    printk(KERN_INFO "[kernel info]%s   \n", __func__);
}


module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("jason");
MODULE_DESCRIPTION("this is the simplest module");

### 回答1: 编写 Linux 字符设备驱动程序需要熟悉 Linux 内核,并且具备 C 语言编程能力。首先,需要找到对应的设备文件,并确定对应的设备类型。然后根据设备的硬件特性,编写字符设备驱动程序,并实现相关操作函数,注册设备驱动,最后编写用户空间程序以便操作设备。 ### 回答2: 编写一个Linux字符设备驱动需要遵循以下步骤: 1. 包含必要的头文件:在驱动程序的源文件中,你需要包含一些必要的头文件。这些头文件包括“linux/module.h”、“linux/kernel.h”和“linux/fs.h”。 2. 定义设备结构体:在驱动程序中,你需要定义一个结构体来表示设备。这个结构体通常包含设备名称、设备号和其他需要的属性。 3. 实现打开和关闭设备的函数:在驱动程序中,你需要实现打开设备和关闭设备的函数。这些函数通常用于初始化设备和释放相关资源。 4. 实现读取和写入设备的函数:在驱动程序中,你需要实现读取设备和写入设备的函数。这些函数通常用于从设备中读取数据和向设备中写入数据。 5. 实现设备操作的函数:在驱动程序中,你需要实现一些设备操作的函数。这些函数通常包括设备的初始化、设备的释放和设备的控制等操作。 6. 注册驱动程序:在驱动程序的初始化函数中,你需要调用适当的函数来注册驱动程序。这个函数通常是“register_chrdev”函数。 7. 编译和加载驱动程序:将驱动程序的源文件编译成模块的形式,然后使用“insmod”命令将其加载到内核中。 8. 测试驱动程序:使用“cat”命令或其他读取文件的方式来测试驱动程序。 编写一个Linux字符设备驱动需要掌握Linux内核编程的知识和相关的驱动开发技术。同时,还需要理解设备驱动的工作原理和相关的API。要确保驱动程序的正确性和稳定性,还需要进行充分的测试。 ### 回答3: 编写一个Linux字符设备驱动需要涵盖以下几个步骤: 1. 头文件和模块初始化: 首先需要创建一个头文件,并包含必要的Linux内核头文件,定义驱动程序所需的宏、结构体和函数。在模块初始化函数中,需要完成设备的注册和申请主设备号。 2. 设备的文件变量和方法: 在驱动程序中,需要定义设备特定的结构体来保存设备的状态和数据。此外,需要定义open、release、read、write等方法来处理设备文件的打开、释放和读写操作。 3. 设备的字符设备自动创建: 在驱动程序中,可以通过cdev结构体和相应函数来自动创建一个字符设备,并将该设备与上述方法进行关联。 4. 主设备号的分配与释放: 在模块初始化函数中,需要通过调用register_chrdev_region函数来分配一个独特的主设备号,并在模块注销函数中调用unregister_chrdev_region函数来释放占用的主设备号。 5. 设备文件的创建与删除: 可以通过调用cdev_add函数将设备与相应的字符设备驱动关联起来,从而创建设备文件。在驱动程序中,也可以调用cdev_del函数来删除设备文件。 6. 内核与用户空间的数据传输: 可以通过copy_to_user和copy_from_user等函数在内核和用户空间之间传输数据。 7. 用于驱动模块的Makefile文件: 创建Makefile文件,用于编译和构建驱动模块,并链接所需的头文件和库文件。 通过以上步骤,就可以编写一个基本的Linux字符设备驱动编写完成后,可以使用gcc编译驱动程序源代码,通过insmod命令将其插入内核并加载,然后使用mknod命令创建设备文件,在用户空间中通过open、read、write等系统调用进行设备的操作和数据传输。
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