Linux字符設備驅動程序的一個簡單示例

一.開發環境：

主??機：VMWare--Fedora 9

開發板：友善之臂mini2440--256MB?Nandflash?

編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2

?

二.驅動源碼：

該源碼很淺顯易懂，非常適合初學者。

memdev.h#ifndef _MEMDEV_H_ #define _MEMDEV_H_#ifndef MEMDEV_MAJOR #define MEMDEV_MAJOR 254 /*預設的mem的主設備號*/ #endif#ifndef MEMDEV_NR_DEVS #define MEMDEV_NR_DEVS 2 /*設備數*/ #endif#ifndef MEMDEV_SIZE #define MEMDEV_SIZE 4096 #endif/*mem設備描述結構體*/ struct mem_dev { char *data; unsignedlong size; };#endif /* _MEMDEV_H_ */ memdev.c#include <linux/module.h> #include <linux/types.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/mm.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/init.h> #include <linux/cdev.h> #include <asm/io.h> #include <asm/system.h> #include <asm/uaccess.h>#include "memdev.h"static mem_major = MEMDEV_MAJOR;module_param(mem_major,int, S_IRUGO);struct mem_dev *mem_devp; /*設備結構體指針*/struct cdev cdev; /*文件打開函數*/ int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp) {struct mem_dev *dev;/*獲取次設備號*/int num = MINOR(inode->i_rdev);if (num >= MEMDEV_NR_DEVS) return -ENODEV;dev = &mem_devp[num];/*將設備描述結構指針賦值給文件私有數據指針*/filp->private_data = dev; //方便以后對該指針的使用return 0; }/*文件釋放函數*/ int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp) {return 0; }/*讀函數*/ static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos) {unsignedlong p = *ppos;unsignedint count = size;int ret = 0;struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*獲得設備結構體指針*//*判斷讀位置是否有效*/if (p >= MEMDEV_SIZE) //超出讀取范圍，返回0表示讀取不到數據return 0;if (count > MEMDEV_SIZE - p)count = MEMDEV_SIZE - p;/*讀數據到用戶空間*/if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count)){ret = - EFAULT;}else{*ppos += count;ret = count;printk(KERN_INFO"read %d bytes(s) from %d\n", count, p);}return ret; }/*寫函數*/ static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos) {unsignedlong p = *ppos;unsignedint count = size;int ret = 0;struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*獲得設備結構體指針*//*分析和獲取有效的寫長度*/if (p >= MEMDEV_SIZE)return 0;if (count > MEMDEV_SIZE - p)count = MEMDEV_SIZE - p;/*從用戶空間寫入數據*/if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count))ret = - EFAULT;else{*ppos += count;ret = count;printk(KERN_INFO"written %d bytes(s) from %d\n", count, p);}return ret; }/* seek文件定位函數 */ static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence) {loff_t newpos;switch(whence) {case 0:/* SEEK_SET */newpos = offset;break;case 1:/* SEEK_CUR */newpos = filp->f_pos + offset;break;case 2:/* SEEK_END */newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;break;default:/* can't happen */return -EINVAL;}if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))return -EINVAL;filp->f_pos = newpos;return newpos;}/*文件操作結構體*/ static const struct file_operations mem_fops = {.owner = THIS_MODULE,.llseek = mem_llseek,.read = mem_read,.write = mem_write,.open = mem_open,.release = mem_release, };/*設備驅動模塊加載函數*/ static int memdev_init(void) {int result;int i;dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);/* 靜態申請設備號*/if (mem_major)result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");else /* 動態分配設備號 */{result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");mem_major = MAJOR(devno);} if (result < 0)return result;/*初始化cdev結構*/cdev_init(&cdev, &mem_fops);//使cdev與mem_fops聯系起來cdev.owner = THIS_MODULE;//owner成員表示誰擁有這個驅動程序，使“內核引用模塊計數”加1；THIS_MODULE表示現在這個模塊被內核使用，這是內核定義的一個宏cdev.ops = &mem_fops;/* 注冊字符設備 */cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);/* 為設備描述結構分配內存*/mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);//目前為止我們始終用GFP_KERNELif (!mem_devp) /*申請失敗*/{result = - ENOMEM;goto fail_malloc;}memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));/*為設備分配內存*/for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++) {mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);//分配出來的地址存在此memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);}return 0;fail_malloc:unregister_chrdev_region(devno, 1);return result; }/*模塊卸載函數*/ static void memdev_exit(void) {cdev_del(&cdev); /*注銷設備*/kfree(mem_devp); /*釋放設備結構體內存*/unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*釋放設備號*/ }MODULE_LICENSE("GPL");module_init(memdev_init); module_exit(memdev_exit);

三.編譯源碼

　　1.把這兩個驅動源文件復制進內核linux-2.6.32.2/drivers/char目錄下

　　2.修改該目錄下的Kconfig文件添加

?

1 2	config MEMDEV_DRIVER ????????tristate"memdev driver"

　　3.修改該目錄下的Makefile文件,依葫蘆畫瓢，添加

　　　　obj-$(CONFIG_HELLO_DRIVER)?? +=? memdev.o

　　　　至此，文件以添加進內核。

　　4.到Linux-2.6.32.2源代碼根目錄下執行

　　　　make menuconfig

　　　　在字符設備中找到菜單項“memdev driver“，就是我們剛才添加的驅動模塊，選為M

　　5.在Linux-2.6.32.2源代碼根目錄下執行

　　　　make modules

　　　　就能生成內核模塊文件memdev.ko

　　至此，我們已經完成驅動模塊的編譯。

四.把驅動下載到開發版并安裝

　　1.把memdev.ko 下載到開發板，并移到/lib/modules/2.6.29.4-FriendlyARM目錄下，然后在開發板中執行　

　　#modprobe memdev

　　(注意用modprobe命令不需要.ko后綴，rmmod也是如此，這個經常會忘記)

　　當然你也可以用insmod命令：insmod memdev.ko

　　2.創建設備文件節的

　　　　#mknod? /dev/memdev0 ?c ?254? 0

五.測試

測試代碼如下：

app_mem.c#include <stdio.h>int main() {FILE *fp0 = NULL;char Buf[4096];/*初始化Buf*/strcpy(Buf,"Mem is char dev!");printf("BUF: %s\n",Buf);/*打開設備文件*/fp0 = fopen("/dev/memdev0","r+");if (fp0 == NULL){printf("Open Memdev0 Error!\n");return -1;}/*寫入設備*/fwrite(Buf,sizeof(Buf), 1, fp0);/*重新定位文件位置（思考沒有該指令，會有何后果)*/fseek(fp0,0,SEEK_SET);/*清除Buf*/strcpy(Buf,"Buf is NULL!");printf("BUF: %s\n",Buf);/*讀出設備*/fread(Buf,sizeof(Buf), 1, fp0);/*檢測結果*/printf("BUF: %s\n",Buf);return 0; }

把程序交叉編譯后傳到板子上執行

程序輸出結果如下：

　　

結果和預想的一樣。

?

?

六.總結

　　我原本并沒打算把他下載到開發板上運行，以為在虛擬機上就可以運行了，但是insmod的時候老是出現一個錯誤

insmod error inserting 'memdev.ko': -1 Invalid module format

　　后來在網上查了一些資料，這個錯誤可能是因為內核代碼樹與內核不一樣，我用uname -a 查看了一下，發現我的內核版本是2.6.25-14。另外我用file命令查看了一下生成的memdev.ko 文件，發現是編譯成了ARM平臺上的文件。我的開發板的內核是和內核代碼樹一樣的，于是還是下載到了板子上實驗，在板子上沒有出現剛才的錯誤。

創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux下的字符设备驱动的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。