0-ARM Linux驱动开发-字符设备
一、字符设备概述
Linux 系统中,设备被分为字符设备、块设备和网络设备等。字符设备以字节流的方式进行数据传输,数据的访问是按顺序的,一个字节一个字节地进行读取和写入操作,没有缓冲区。例如,终端(/dev/tty)、鼠标、键盘等设备都是典型的字符设备。
字符设备通过特殊的设备文件来表示。这些设备文件通常位于/dev
目录下。设备文件有主设备号(major number)和次设备号(minor number)。主设备号用于标识设备驱动程序,内核通过主设备号来查找对应的驱动程序;次设备号用于标识同一类型设备中的不同个体。例如,系统中可能有多个串口设备,它们的主设备号相同(表示使用相同的驱动程序),但次设备号不同,用于区分不同的串口。
二、字符设备驱动开发
1、驱动文件
//添加头文件
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/ide.h>
static char readbuf[100]; // 读缓冲区
static char writebuf[100]; // 写缓冲区
static char message[] = {"This message comes from kernel."};
static int drive_major; //设备号
static struct class *KernelPrint_cls;
//1.5.5 驱动程序的打开,读取,写入,关闭。
static int KernelPrint_open(struct inode *inode, struct file *filp) //打开函数
{
//本DEMO无需申请资源,此处留白
printk("-KernelPrint open-\n");
return 0;
}
static ssize_t KernelPrint_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fops) //用户读取,内核发送信息
{
int flag = 0;
memcpy(readbuf, message, sizeof(message)); //使用memcpy将内核中要发送的内容写入读缓冲区
flag = copy_to_user(buf, readbuf, count); //使用copy_to_user函数将读缓冲区的内容发送到用户态
if (flag == 0) //返回0成功,否则失败
{
printk("Kernel send data success!\n");
}
else
{
printk("Kernel send data failed!\n");
}
printk("-KernelPrint read-\n");
return 0;
}
static ssize_t KernelPrint_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fops) //用户发送,内核读取信息并打印
{
int flag = 0;
flag = copy_from_user(writebuf, buf, count); //使用copy_from_user读取用户态发送过来的数据
if (flag == 0)
{
printk(KERN_CRIT "Kernel receive data: %s\n", writebuf);
}
else
{
printk("Kernel receive data failed!\n");
}
printk("-KernelPrint write-\n");
return 0;
}
static int KernelPrint_release(struct inode *inode, struct file *filp) //释放设备
{
//由于open函数并没有占用什么资源,因此无需释放
printk("-KernelPrint release-\n");
return 0;
}
//1.5.1 驱动文件描述集合
static struct file_operations drive_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = KernelPrint_open,
.read = KernelPrint_read,
.write = KernelPrint_write,
.release = KernelPrint_release,
};
//1.5.2 装载入口函数
static __init int KernelPrint_init(void)
{
printk("-------^v^-------\n");
printk("-KernelPrint init-\n");
//1.5.3 设备的申请
//申请主设备号
//参数1----需要的主设备号,>0静态分配, ==0自动分配
//参数2----设备的描述 信息,体现在cat /proc/devices, 一般自定义
//参数3----文件描述集合
//返回值,小于0报错
drive_major = register_chrdev(0, "KernelPrint", &drive_fops);
if (drive_major < 0) //判断是否申请成功
{
printk("register chrdev faile!\n");
return drive_major;
}
else
{
printk("register chrdev ok!\n");
}
//1.5.4
//自动创建设备节点
//创建设备的类别
//参数1----设备的拥有者,当前模块,直接填THIS_MODULE
//参数2----设备类别的名字,自定义
//返回值:类别结构体指针,其实就是分配了一个结构体空间
KernelPrint_cls = class_create(THIS_MODULE, "KernelPrint_class");
printk("class create ok!\n");
//创建设备
//参数1----设备对应的类别
//参数2----当前设备的父类,直接填NULL
//参数3----设备节点关联的设备号
//参数4----私有数据直接填NULL
//参数5----设备节点的名字
device_create(KernelPrint_cls, NULL, MKDEV(drive_major, 0), NULL, "KernelPrint_%d", 0);
printk("device create ok!\n");
return 0;
}
//1.5.2 卸载入口函数
static __exit void KernelPrint_exit(void)
{
//1.5.3 设备的注销
device_destroy(KernelPrint_cls, MKDEV(drive_major, 0)); //删除设备
class_destroy(KernelPrint_cls); //删除类
unregister_chrdev(drive_major, "KernelPrint"); //注销主设备号
printk("-------^v^-------\n");
printk("-KernelPrint exit-\n");
}
//申明装载入口函数和卸载入口函数
module_init(KernelPrint_init);
module_exit(KernelPrint_exit);
//添加各类信息
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Popeye");
2、应用文件
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, retvalue;
char *filename;
char readbuf[100], writebuf[100];
filename = argv[1];
fd = open(filename, O_RDWR); //打开设备
if (fd < 0)
{
printf("Can't open file %s\n", filename);
return -1;
}
switch (*argv[2]) //对操作数进行解析
{
case 'r':
if (argc != 3) //进行鲁棒性检查
{
printf("Unknow operation, use the formate: ./APPNAME /dev/DRIVENAME r to read date from kernel.\n");
return -1;
}
retvalue = read(fd, readbuf, 100);
if (retvalue < 0) //检查是否读取成功
{
printf("Read file %s failed!\n", filename);
}
else
{
printf("User receive data: %s\n", readbuf);
}
break;
case 'w':
if (argc != 4) //进行鲁棒性检查
{
printf("Unknow operation, use the formate: ./APPNAME /dev/DRIVENAME w \"USERDATE\" to write date to kernel.\n");
return -2;
}
memcpy(writebuf, argv[3], strlen(argv[3])); //将内容拷贝到缓冲区
retvalue = write(fd, writebuf, 50); //写数据
if (retvalue < 0)
{
printf("Write file %s failed!\n", filename);
}
else
{
printf("Write file success!\n");
}
break;
default:
printf("Unknow Operation: %d\n", *argv[2]);
break;
}
retvalue = close(fd); //关闭设备
if (retvalue < 0)
{
printf("Can't close file %s\n", filename);
return -1;
}
return 0;
}
三、上板验证
安装驱动insmod kernel_print.ko
,查看驱动安装是否成功ls /dev/
,kernel_print内核打印测试./kernel_print_app /dev/KernelPrint_0 w "Popeye"
标签:字符,KernelPrint,return,----,static,Linux,printk,ARM,设备 From: https://www.cnblogs.com/popepy/p/18523599/0rm-linux-drive-developmentcharacter-equipment-z