字符驱动
将字符设备抽象为文件，应用程序可以像读写文件一样操作字符设备。字符驱动在文件系统中创建设备文件夹来表示字符设备。
- 字符设备：以字符为单位进行输入和输出的设备
- 设备号：用于标识字符设备
- 设备结点：/dev目录下的特殊文件，与设备文件一一对应。
文件操作函数：通过file_operations结构体定义的一组函数指针，用于处理对设备文件的操作
字符设备结构体cdev：用于表示和管理设备的结构体，其包含设备号，文件操作函数等信息，通过cdev_init和cdev_add函数与字符设备关联。
设备文件的创建与删除：通过class_create和device_create函数可以在/dev目录下创 建设备文件，并通过device_destroy和class_destroy 函数进行删除。
内核缓冲区和用户空间数据交换：驱动程序可以使用copy_to_user和copy_from_use r 函数在内核缓冲区和用户空间之间传输数据
字符驱动注册方法1
#include <linux/module.h> // 包含模块相关函数的头文件
#include <linux/fs.h> // 包含文件系统相关函数的头文件
#include <linux/uaccess.h> // 包含用户空间数据访问函数的头文件
#include <linux/cdev.h> //包含字符设备头文件
#define DEVICE_NAME “mydevice” // 设备名称
static dev_t dev_num; //分配的设备号
struct cdev my_cdev; //字符设备指针
int major; //主设备号
int minor; //次设备号
入口函数
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| static int __init mydevice_init(void)
{
int ret;
// 在这里执行驱动程序的初始化操作
/*注册字符设备驱动程序
第一个参数是一个指向dev_t类型的指针
第二个参数为次设备号起始值 第三个参数为次设备数量
第三个参数为设备名称，可以在/proc/devices中找到*/
ret = alloc_chrdev_region(&dev_num,0,1,DEVICE_NAME);
if (ret < 0) {
printk(KERN_ALERT "Failed to allocate device number: %d\n", ret);
return ret;
}
major=MAJOR(dev_num); //返回主设备号
minor=MINOR(dev_num); //返回次设备号
printk(KERN_INFO "major number: %d\n",major);
printk(KERN_INFO "minor number: %d\n",minor);
my_cdev.owner = THIS_MODULE;
/*初始化字符设备结构体
第一个参数指向要初始化的struct cdev结构体的指针
第二个参数指向包含设备操作函数的struct file_operations 结构体的指针*/
cdev_init(&my_cdev,&fops);
/*将字符设备添加到内核
第一个参数为指向要添加的struct cdev结构体的指针
第二个参数是要添加的设备号
第三个参数是要添加的设备数量*/
cdev_add(&my_cdev,dev_num,1);
printk(KERN_INFO "Device registered successfully.\n");
return 0;
}
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出口函数
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| static void __exit mydevice_exit(void)
{
// 在这里执行驱动程序的清理操作
//删除字符设备
cdev_del(&my_cdev);
/*注销字符设备驱动程序
主设备号 字符设备名称*/
unregister_chrdev(0, DEVICE_NAME);
printk(KERN_INFO "Device unregistered.\n");
}
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定义fops结构体
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| static struct file_operations fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = device_open,
.release = device_release,
.read = device_read,
.write = device_write,
};
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设备操作函数
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| static int device_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
// 在这里处理设备打开的操作
printk(KERN_INFO "This is device_open.\n");
return 0;
}
...
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字符驱动注册方法2
方法1似乎很原始，参数都要自己配置
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| major = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &fops)
hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello");
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第一个参数可指定主设备号，若为0，则让系统自动分配
自动创建结点
包含头文件并声明变量
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| #include <linux/device.h>
static struct class *my_class;
static struct device *my_device;
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创建设备类
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| my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_class");
if (IS_ERR(my_class)) {
pr_err("Failed to create class\n");
return PTR_ERR(my_class);
}
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创建设备节点并关联到设备类
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| my_device = device_create(my_class, NULL, MKDEV(major, minor), NULL, "my_device");
if (IS_ERR(my_device)) {
pr_err("Failed to create device\n");
class_destroy(my_class);
return PTR_ERR(my_device);
}
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