Linux：驱动之为应用程序实现调用（未完）

• 应用程序如何调用驱动

目前尚不是最终版本，还望有心人自己学习的时候，把自己整合的知识点相关的答案也好问题也好，或者实践过程中的一些操作截图，再或者其他的一些想要分享材料发给笔者邮箱：uestc_ganlin@163.com，我们一起完善这篇博客！笔者写这篇博客的时候已经工作第四个年头了，目前是在整理之前有过的学习资料，仅作为笔记，供同志们参考！短时间内可能不会去全部完善。！

 

• 驱动设备文件的创建

何为设备文件？设备文件的关键信息是：设备号 = 主设备号 + 次设备号，使用ls -l去查看设备文件，就可以得到这个设备文件对应的主次设备号。

使用mknod创建设备文件：mknod /dev/xxx c 主设备号 次设备号？

 

• 写应用来测试驱动

还是原来的应用？

open、write、read、close等？

实验现象预测和验证？

 

• 添加读写接口

在驱动中添加？

在应用中添加？

测试?

应用和驱动之间的数据交换?

copy_from_user，用来将数据从用户空间复制到内核空间?

copy_to_user?

注意?复制是和mmap的映射相对应去区分的

完成write和read函数?

copy_from_user函数的返回值定义，和常规有点不同。返回值如果成功复制则返回0，如果 不成功复制则返回尚未成功复制剩下的字节数。

读写回环测试?

完成后的相关文件如下：

Makefile

# ubuntu的内核源码树，如果要编译在ubuntu中安装的模块就打开这2个
# KERN_VER = $(shell uname -r)
# KERN_DIR = /lib/modules/$(KERN_VER)/build	
		
# 开发板的linux内核的源码树目录
KERN_DIR = /root/qt/kernel
 
obj-m	+= module_test.o
 
all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
#	arm-none-linux-gnueabi-gcc app.c -o app
	
cp:
	cp *.ko /root/removal/rootfs/root/driver_test
#	cp app /root/removal/rootfs/root/driver_test
 
.PHONY: clean	
clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean

app.c

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

// 刚才mknod创建的设备文件名
#define FILE	"/dev/test_chrdev"			

char buf[100];

int main(void)
{
	// 打开文件
	int fd = -1;
	
	fd = open(FILE, O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("open %s error.\n", FILE);
		return -1;
	}
	printf("open %s success..\n", FILE);
	
	// 读写文件
	write(fd, "helloworld", 10);
	read(fd, buf, 100);
	printf("读出来的内容是：%s.\n", buf);
	
	// 关闭文件
	close(fd);
	
	return 0;
}

modue_test.c

// 为了module_init，module_exit相关的，加入下面头文件
#include <linux/module.h>
// 为了__init，__exit相关的，加入下面头文件
#include <linux/init.h>		
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>

#define MYMAJOR		250
#define MYNAME		"test_chrdev"

int mymajor;

// 内核空间的buf
char kbuf[100];	

static int test_chrdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	// 这个函数中真正应该放置的是打开这个设备的硬件操作代码部分
	// 但是现在暂时我们写不了这么多，所以用一个printk打印个信息来意思意思。
	printk(KERN_INFO "test_chrdev_open\n");
	
	return 0;
}

static int test_chrdev_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
	printk(KERN_INFO "test_chrdev_release\n");
	
	return 0;
}

ssize_t test_chrdev_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t count, loff_t *ppos)
{
	int ret = -1;
	
	printk(KERN_INFO "test_chrdev_read\n");
	
	ret = copy_to_user(ubuf, kbuf, count);
	if (ret)
	{
		printk(KERN_ERR "copy_to_user fail\n");
		return -EINVAL;
	}
	printk(KERN_INFO "copy_to_user success..\n");
	
	
	return 0;
}

// 写函数的本质就是将应用层传递过来的数据先复制到内核中，然后将之以正确的方式写入硬件完成操作。
static ssize_t test_chrdev_write(struct file *file, const char __user *ubuf,
	size_t count, loff_t *ppos)
{
	int ret = -1;
	
	printk(KERN_INFO "test_chrdev_write\n");

	// 使用该函数将应用层传过来的ubuf中的内容拷贝到驱动空间中的一个buf中
	//memcpy(kbuf, ubuf);不行，因为2个buf不在一个地址空间中
	ret = copy_from_user(kbuf, ubuf, count);
	if (ret)
	{
		printk(KERN_ERR "copy_from_user fail\n");
		return -EINVAL;
	}
	printk(KERN_INFO "copy_from_user success..\n");

	// 真正的驱动中，数据从应用层复制到驱动中后，我们就要根据这个数据
	// 去写硬件完成硬件的操作。所以这下面就应该是操作硬件的代码
	
	
	return 0;
}

// 自定义一个file_operations结构体变量，并且去填充
static const struct file_operations test_fops = {
	// 惯例，直接写即可
	.owner		= THIS_MODULE,		
	// 将来应用open打开这个设备时实际调用的
	// 就是这个.open对应的函数
	.open		= test_chrdev_open,			
	.release	= test_chrdev_release,		
	.write 		= test_chrdev_write,
	.read		= test_chrdev_read,
};

// 模块安装函数
static int __init chrdev_init(void)
{	
	printk(KERN_INFO "chrdev_init helloworld init\n");

	// 在module_init宏调用的函数中去注册字符设备驱动
	// major传0进去表示要让内核帮我们自动分配一个合适的空白的没被使用的主设备号
	// 内核如果成功分配就会返回分配的主设备号；如果分配失败会返回负数
	mymajor = register_chrdev(0, MYNAME, &test_fops);
	if (mymajor < 0)
	{
		printk(KERN_ERR "register_chrdev fail\n");
		return -EINVAL;
	}
	printk(KERN_INFO "register_chrdev success... mymajor = %d.\n", mymajor);

	return 0;
}

// 模块卸载函数
static void __exit chrdev_exit(void)
{
	printk(KERN_INFO "chrdev_exit helloworld exit\n");
	
	// 在module_exit宏调用的函数中去注销字符设备驱动
	unregister_chrdev(mymajor, MYNAME);
	
}
 
module_init(chrdev_init);
module_exit(chrdev_exit);
 
// MODULE_xxx这种宏作用是用来添加模块描述信息
// 描述模块的许可证
MODULE_LICENSE("GPL");
// 描述模块的作者				
MODULE_AUTHOR("aston");	
// 描述模块的介绍信息			
MODULE_DESCRIPTION("module test");
// 描述模块的别名信息	
MODULE_ALIAS("alias xxx");