前面我們學習了雜項設備驅動模型、早期經典字符設備驅動模型,這一小節來講解Linux中的標準字符設備驅動。

目錄

• • • • （一）為什么引入標準字符設備驅動模型
      • （二）相關接口
      • （三）注冊流程
      • （四）程序示例

（一）為什么引入標準字符設備驅動模型

前面講解了雜項設備驅動模型和早期經典設備驅動模型，但是他們都存在不足之處

雜項設備存在的不足： 主設備號固定為10，最多設備為0-255個次設備號，設備號有限
早期經典驅動模型不足： 早期經典的字符設備主設備號為0-255除10外，但是申請一次主設備號，該設備號下的所有次設備號（0-255）均屬于同一設備，且不會在申請同時創建節點文件，需要手動創建
出于以上的不足之處，內核中對驅動模型進行了升級，引入了標準字符設備驅動模型
標準字符設備驅動模型： 標準字符設備驅動模型中對設備號進行了數據的規定，規定設備號為一個32位的無符號整型數據

（二）相關接口

（1）int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)這個函數是添加到字符設備系統中，注冊標準字符設備驅動。

int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count) {p->dev = dev;p->count = count;return kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL, exact_match, exact_lock, p); }//第一個參數結構體原型 struct cdev {struct kobject kobj; //不關心struct module *owner; //一般賦值為THIS_MODULEconst struct file_operations *ops; //文件操作結構體struct list_head list; //dev_t dev; //設備號unsigned int count; //表示申請設備號的數量 };

（2）struct cdev 結構體可以手動靜態初始化，但是我們通常使用動態申請，本篇文章主要介紹動態相關的函數。

struct cdev *cdev_alloc(void);//動態申請struct cdev結構體 的內存void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);//初始化struct cdev結構體

（3）刪除標準字符設備接口

void cdev_del(struct cdev *);

（4）設備號合成相關的接口

1.自己指定主次設備號，通過MKDEV合成dev_t dev=MKDEV(major,minor);2.靜態申請int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)3.動態申請 int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,const char *name) {struct char_device_struct *cd;cd = __register_chrdev_region(0, baseminor, count, name);if (IS_ERR(cd))return PTR_ERR(cd);*dev = MKDEV(cd->major, cd->baseminor);return 0; }

（5）創建設備節點 device_create

struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...) {va_list vargs;struct device *dev;va_start(vargs, fmt);dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);va_end(vargs);return dev; }

（6）設備類struct class 創建

#define class_create(owner, name) \ ({ \static struct lock_class_key __key; \__class_create(owner, name, &__key); \ })

（7）標準字符設備驅動注銷cdev_del

void cdev_del(struct cdev *p) {cdev_unmap(p->dev, p->count);kobject_put(&p->kobj); }

（8）注銷設備號unregister_chrdev_region()

void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count) {dev_t to = from + count;dev_t n, next;for (n = from; n < to; n = next) {next = MKDEV(MAJOR(n)+1, 0);if (next > to)next = to;kfree(__unregister_chrdev_region(MAJOR(n), MINOR(n), next - n));} }

（9）銷毀設備類：

void class_destroy(struct class *cls) {if ((cls == NULL) || (IS_ERR(cls)))return;class_unregister(cls); }

（10）銷毀設備節點： device_destroy(struct class *class, dev_t devt)

void device_destroy(struct class *class, dev_t devt) {struct device *dev;dev = class_find_device(class, NULL, &devt, __match_devt);if (dev) {put_device(dev);device_unregister(dev);} }

（11）釋放cdev空間：

static inline void kfree(void *p) {free(p); }

（三）注冊流程

（1）定義struct cdev 結構體指針

struct cdev *cdev =NULL

（2）申請cdev結構體空間并初始化

cdev = cdev_alloc();//動態申請空間 cdev_init(cdev,&fop);//fop為struct file_operations類型的結構體

（3）申請設備號–動態

dev_t dev=0; int ret =alloc_chrdev_region(&dev,0, CDEVCOUNT, CDEVNAME);

（4）將字符設備添加到系統

ret =cdev_add(cdev,dev, CDEVCOUNT);

（5）創建設備類

struct class * cdevclass =NULL;//定義設備節點類接構體cdevclass = class_create(THIS_MODULE, INODENAME)

（6）添加設備節點

reate(cdevclass, NULL, dev, NULL, "mydevice",);

（四）程序示例

chrdev.c

#include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/device.h> #include <linux/slab.h>#define CDEVCOUNT 5 #define CDEVNAME "cdevdevice" #define INODENAME "mycdev" int i=0; dev_t dev=0; struct cdev * cdev =NULL; struct class * cdevclass =NULL;int cdev_open (struct inode *node, struct file *file) {printk("cdev_open is install\n");return 0; } ssize_t cdev_read (struct file *fp, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {printk("cdev_read is install\n");return 0; } ssize_t cdev_write (struct file *fp, const char __user * buf, size_t size, loff_t *offset) {printk("cdev_write is install\n");return 0; } int cdev_release (struct inode *node, struct file *fp) {printk("cdev_release is install\n");return 0; } struct file_operations fop={.open=cdev_open,.read=cdev_read,.write=cdev_write,.release=cdev_release, };void mycdev_add() {//1.申請設備號--動態int ret =alloc_chrdev_region(&dev,0, CDEVCOUNT, CDEVNAME);if(ret)return ;//初始化cdev結構體cdev = cdev_alloc();if(!cdev){goto out; }cdev_init(cdev,&fop);//添加字符設備到系統中ret =cdev_add(cdev,dev, CDEVCOUNT);if(ret){goto out1;}//創建設備類cdevclass = class_create(THIS_MODULE, INODENAME);if(IS_ERR(cdevclass)){goto out2;} for (i=0;i<CDEVCOUNT;i++)device_create(cdevclass, NULL, dev+i, NULL, "mydevice%d",i);out:unregister_chrdev_region(dev,CDEVCOUNT); return ;out1:unregister_chrdev_region(dev,CDEVCOUNT);kfree(cdev);return ; out2:cdev_del(cdev);unregister_chrdev_region(dev,CDEVCOUNT);kfree(cdev);return ; }static int __init dev_module_init(void) {mycdev_add();printk("this is dev_module_init \n");return 0; }static void __exit dev_module_cleanup(void) {device_destroy(cdevclass, dev);class_destroy(cdevclass);cdev_del(cdev);unregister_chrdev_region(dev, CDEVCOUNT);kfree(cdev);printk("this is dev_module_cleanup\n"); }module_init(dev_module_init); module_exit(dev_module_cleanup); MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile

CFLAG =-C TARGET = chrdev TARGET1 = chr_app KERNEL = /mydriver/linux-3.5 obj-m += $(TARGET).oall:make $(CFLAG) $(KERNEL) M=$(PWD)arm-linux-gcc -o $(TARGET1) $(TARGET1).c clean:make $(CFLAG) $(KERNEL) M=$(PWD) clean

chr_app.c

#include<stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h>int main(int argc, char *argv[]) {int fd= open(argv[1],O_RDWR);if(fd== -1){perror("open");return -1;}write(fd,"hell",4);close(fd);return 0; }

關于上面的驅動程序都是建立在前面的模塊化編程的基礎上編寫的，不懂的往前看前面的博客就行了，演示一下效果

---

本文章僅供學習交流用禁止用作商業用途，文中內容來水枂編輯，如需轉載請告知，謝謝合作

微信公眾號：zhjj0729

微博：文藝to青年

總結

以上是生活随笔為你收集整理的（六）Linux之设备驱动模型（续）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。