驅動開發學習筆記---字元設備

来源:https://www.cnblogs.com/zhuzi1/archive/2022/11/25/16924062.html
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字元設備是按照位元組流進行讀寫操作的設備,讀寫數據是分先後順序的。常見的點燈、按鍵、 IIC、 SPI和LCD 等都是字元設備 。 字元設備驅動開發步驟: 總體思路: 定義並初始化一個字元設備 -1、定義一個字元設備—>struct cdev 2、定義並初始化字元設備的文件操作集—>struct fi ...


字元設備是按照位元組流進行讀寫操作的設備,讀寫數據是分先後順序的。常見的點燈、按鍵、 IIC、 SPI和LCD 等都是字元設備 。

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字元設備驅動開發步驟:

總體思路:

------定義並初始化一個字元設備--------

-1、定義一個字元設備—>struct cdev

2、定義並初始化字元設備的文件操作集—>struct file_operations

3、給字元設備申請一個設備號—>設備號=主設備號<<20 + 次設備號

4、初始化字元設備

5、將字元設備加入內核

-------自動生成設備文件---------

6、創建class

7、創建device,其中device是屬於class的

-------得到物理地址對應的虛擬地址-------

8、申請物理記憶體區,申請SFR的地址區。SFR — Special Function Register: GPIOEOUT

9、記憶體的動態映射,得到物理地址對應的虛擬地址 10、訪問虛擬地址

1、驅動模塊的載入和卸載

module_init(xxx_init); //註冊模塊載入函數
module_exit(xxx_exit); //註冊模塊卸載函數

字元設備開發第一步需要向Linux內核註冊模塊載入函數和卸載函數。使用“ insmod”或“modprobe”命令載入驅動的時候 xxx_init這個函數就會被調用。使用“ rmmod”命令卸載具體驅動的時候 xxx_exit函數就會被調用。一般在載入函數里進行一些驅動的初始化工作,在卸載裡面就需要對驅動程式的卸載做一些回收工作。

註:insmod命令不能解決模塊的依賴關係 。modprobe 命令主要智能在提供了模塊的依賴性分析、錯誤檢查、錯誤報告等功能。

2、字元設備註冊與註銷

當驅動模塊載入成功以後需要註冊字元設備,卸載驅動模塊的時候也需要註銷掉字元設備。

static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops) 
static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)

register_chrdev函數用於註冊字元設備,此函數共有三個參數: major:主設備號,linux每個設備都有一個設備號,設備號分為主設備號和次設備號。 name:設備名字,指向一串字元串。 fops:結構體file_operations類型指針。 unregister_chrdev函數用那個與註銷字元設備,此函數共有兩個參數: major:要註銷的設備對應的主設備號。 name:要註銷的設備對應的設備名。

2.1 創建設備號

如果沒有定義了主設備號:

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)  

如果給定了設備的主設備號和次設備號 :

int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)  

註銷設備號:

void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)  

2.2 初始化並添加cdev

在 Linux 中使用 cdev 結構體表示一個字元設備,定義好 cdev 變數以後就要使用 cdev_init 函數對其進行初始化並添加到內核。

void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)     
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)  

刪除字元設備:

void cdev_del(struct cdev *p)  

2.3 自動創建類創建設備

創建class和device的目的是在安裝的驅動的時候,可以自動生成設備文件,在卸載驅動的時候,可以自動的刪除設備文件

類創建和刪除。

struct class *class_create (struct module *owner, const char *name)  
void class_destroy(struct class *cls);  

設備創建和刪除。

struct device *device_create(struct class *class,struct device *parent,...)
void device_destroy(struct class *class, dev_t devt)  

2.4 申請物理記憶體區

linux驅動使用的虛擬地址,不能直接使用物理地址。在Linux中一般申請物理地址區作為一個資源,將物理記憶體區做記憶體的動態映射,得到虛擬地址。

註:資源—有限的,一旦一個物理記憶體區已經申請了,後面就不能再次申請。

struct resource *  request_mem_region(resource_size_t start,resource_size_t n,const char *name)

釋放物理記憶體區:

void release_mem_region(resource_size_t start, resource_size_t n)

2.5 物理地址記憶體映射

將一段物理地址記憶體區映射成一段虛擬地址記憶體區。

#include <linux/io.h>
void __iomem *ioremap(phys_addr_t offset, unsigned long size)

解除IO記憶體動態映射

 void iounmap(void __iomem *addr)

2.6使用虛擬地址

訪問虛擬地址的方法:與訪問物理地址的方法一樣,使用內核提供的函數對虛擬地址進行操作。

3、用戶空間和內核空間交互數據

3.1 從用戶空間獲取數據

#include <linux/uaccess.h>
unsigned long __must_check copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n)

在write函數對獲取的數據進行寫操作。

3.1 將數據拷貝給用戶

unsigned long __must_check copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)

放在驅動程式的read()。


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