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Linux驱动实践：一步一步编写字符设备驱动程序

时间：2021-11-29 15:33:50

关键字：编写驱动程序字符设备驱动

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[导读]作者：道哥，10年嵌入式开发老兵，专注于：C/C、嵌入式、Linux。关注下方公众号，回复【书籍】，获取Linux、嵌入式领域经典书籍；回复【PDF】，获取所有原创文章(PDF格式)。目录API函数编写驱动程序编写应用程序卸载驱动模块小结别人的经验，我们的阶梯！大家好，我是道哥...

作者：道哥，10 年嵌入式开发老兵，专注于：C/C 、嵌入式、Linux。

关注下方公众号，回复【书籍】，获取 Linux、嵌入式领域经典书籍；回复【PDF】，获取所有原创文章( PDF 格式)。

API 函数
编写驱动程序
编写应用程序
卸载驱动模块
小结

别人的经验，我们的阶梯！

大家好，我是道哥，今天我们继续讨论： Linux 中字符设备的驱动程序。

在上一篇文章中Linux驱动实践：你知道【字符设备驱动程序】的两种写法吗？我们说过：字符设备的驱动程序，有两套不同的API函数，并且在文中详细演示了利用旧的API函数来编写驱动程序。

这篇文章，我们继续这个话题，实际演示一下：字符设备驱动程序的另一套API函数的使用方法。

API 函数

这里主要关注下面这 3 个函数：

// 静态注册设备
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name);

// 动态注册设备
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,const char *name);

// 卸载设备
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count);
关于静态和动态注册，主要的区别就在于：主设备号由谁来主导分配！

静态注册：由我们的驱动程序来指定主设备号，即参数1：from;

动态注册：由操作系统来分配，驱动程序提供一个变量来接收该设备号，即参数1: dev 指针;

另外，在Linux 2.6后期的内核版本中，引入了 cdev 结构来描述一个字符设备，它的结构体成员是：

struct cdev {
struct kobject kobj; // 内嵌的kobject对象
struct module *owner; // 所属模块
const struct file_operations *ops;//文件操作结构体
struct list_head list; // 链表句柄
dev_t dev; // 设备号
unsigned int count;
};
与这个结构体相关的处理函数有：

void cdev_init(struct cdev *,struct file_operations *);

初始化 cdev 的成员，主要是设置 file_operations。

strcut cdev *cdev_alloc(void);

动态申请 cdev 内存。

void cdev_put(strcut cdev *p);

与 count 计数相关的操作。

int cdev_add(struct cdev *,dev_t ,unsigned );

向系统中添加一个 cdev，注册字符设备，需要在驱动被加载的时候调用。

void cdev_del(struct cdev *);

从系统中删除一个 cdev，注销字符设备，需要在驱动被卸载的时候调用。

后面在代码演示的时候，可以看到cdev结构是如何被使用的。

编写驱动

按照惯例，我们仍然按照步骤，来讨论如何利用上述的APIs，来手写一个字符设备的驱动程序。

以下所有操作的工作目录，都是与上一篇文章相同的，即：~/tmp/linux-4.15/drivers/。

创建驱动目录和驱动程序

$ cd linux-4.15/drivers/
$ mkdir my_driver2
$ cd my_driver2
$ touch driver2.c
driver2.c文件的内容如下(不需要手敲，文末有代码下载链接)：

#include

static struct cdev my_cdev;
static dev_t dev_no;

int driver2_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk("driver2_open is called. \n");
return 0;
}

ssize_t driver2_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
printk("driver2_read is called. \n");
return 0;
}

ssize_t driver2_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
printk("driver2_write is called. \n");
return 0;
}

static const struct file_operations driver2_ops={
.owner = THIS_MODULE,
.open = driver2_open,
.read = driver2_read,
.write = driver2_write,
};

static int __init driver2_init(void)
{
printk("driver2_init is called. \n");

// 初始化cdev结构
cdev_init(