? ? linux將設(shè)備驅(qū)動(dòng)分成幾大類：字符設(shè)備、雜項(xiàng)設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備······

本篇文章介紹雜項(xiàng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)，雜項(xiàng)設(shè)備與字符設(shè)備本質(zhì)上沒(méi)什么區(qū)別，但是寫(xiě)法和相關(guān)函數(shù)的使用上有區(qū)別。

除此之外雜項(xiàng)設(shè)備主設(shè)備號(hào)都為10，設(shè)備間通過(guò)次設(shè)備號(hào)來(lái)進(jìn)行區(qū)分，與字符設(shè)備相比節(jié)約了主設(shè)備號(hào)。

雜項(xiàng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)模式一般如下：

在linux系統(tǒng)下一切皆文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)同樣秉承此“”大法“”。

對(duì)文件操作就少不了打開(kāi)、讀寫(xiě)、關(guān)閉等操作。

所以雜項(xiàng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)第一步就是進(jìn)行文件操作函數(shù)的編寫(xiě)。

驅(qū)動(dòng)模塊最終需要加載到內(nèi)核上運(yùn)行，內(nèi)核對(duì)文件的操作在內(nèi)部有標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)調(diào)用，

那么怎樣將自己寫(xiě)的文件操作函數(shù)掛接到系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)調(diào)用上呢？

這就是文件操作集合這個(gè)結(jié)構(gòu)體所要做的工作了。

首先看一下該結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)

[cpp]?view plain?copy

struct?file_operations?{??

struct?module?*owner;??

loff_t?(*llseek)?(struct?file?*,?loff_t,?int);??

ssize_t?(*read)?(struct?file?*,?char?__user?*,?size_t,?loff_t?*);??

ssize_t?(*write)?(struct?file?*,?const?char?__user?*,?size_t,?loff_t?*);??

ssize_t?(*aio_read)?(struct?kiocb?*,?const?struct?iovec?*,?unsigned?long,?loff_t);??

ssize_t?(*aio_write)?(struct?kiocb?*,?const?struct?iovec?*,?unsigned?long,?loff_t);??

int?(*readdir)?(struct?file?*,?void?*,?filldir_t);??

unsigned?int?(*poll)?(struct?file?*,?struct?poll_table_struct?*);??

long?(*unlocked_ioctl)?(struct?file?*,?unsigned?int,?unsigned?long);??

long?(*compat_ioctl)?(struct?file?*,?unsigned?int,?unsigned?long);??

int?(*mmap)?(struct?file?*,?struct?vm_area_struct?*);??

int?(*open)?(struct?inode?*,?struct?file?*);??

int?(*flush)?(struct?file?*,?fl_owner_t?id);??

int?(*release)?(struct?inode?*,?struct?file?*);??

int?(*fsync)?(struct?file?*,?loff_t,?loff_t,?int?datasync);??

int?(*aio_fsync)?(struct?kiocb?*,?int?datasync);??

int?(*fasync)?(int,?struct?file?*,?int);??

int?(*lock)?(struct?file?*,?int,?struct?file_lock?*);??

ssize_t?(*sendpage)?(struct?file?*,?struct?page?*,?int,?size_t,?loff_t?*,?int);??

unsigned?long?(*get_unmapped_area)(struct?file?*,?unsigned?long,?unsigned?long,?unsigned?long,?unsigned?long);??

int?(*check_flags)(int);??

int?(*flock)?(struct?file?*,?int,?struct?file_lock?*);??

ssize_t?(*splice_write)(struct?pipe_inode_info?*,?struct?file?*,?loff_t?*,?size_t,?unsigned?int);??

ssize_t?(*splice_read)(struct?file?*,?loff_t?*,?struct?pipe_inode_info?*,?size_t,?unsigned?int);??

int?(*setlease)(struct?file?*,?long,?struct?file_lock?**);??

long?(*fallocate)(struct?file?*file,?int?mode,?loff_t?offset,??

loff_t?len);??

};??

其實(shí)我們仔細(xì)觀察，該結(jié)構(gòu)體里除了第一個(gè)成員外，其余的成員都是函數(shù)指針，當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)一步觀察。原來(lái)他們當(dāng)中很多都很熟悉。

有許多跟原來(lái)經(jīng)常調(diào)用的文件操作函數(shù)很類似，其實(shí)他們作用就是將自己書(shū)寫(xiě)的文件操作函數(shù)與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)文件操作函數(shù)調(diào)用銜接起來(lái)。

也可以把他們說(shuō)成是文件操作的函數(shù)的聲明，只有在這個(gè)結(jié)構(gòu)體里聲明過(guò)的函數(shù)，在對(duì)驅(qū)動(dòng)操作時(shí)才能使用該函數(shù)。

什么意思呢？

如果我們沒(méi)有在這個(gè)結(jié)構(gòu)體中聲明read，也就是讀取文件的函數(shù)，我們?cè)谡{(diào)用該驅(qū)動(dòng)模塊時(shí)就不能對(duì)該模塊進(jìn)行讀操作。

該結(jié)構(gòu)體成員很多，我們不必全部都要聲明，我們?cè)趯?shí)際使用時(shí)，用到那個(gè)寫(xiě)哪個(gè)就可以了。

例如我們只寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的LED燈的驅(qū)動(dòng)，只涉及簡(jiǎn)單的IO控制，因此其余的函數(shù)對(duì)我們沒(méi)有意義，我們就可以不寫(xiě)。

對(duì)于第一個(gè)成員owner，它的定義有很多，在早期簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)中，我們統(tǒng)一將它賦值“”THIS_MODULE“”。

可以防止驅(qū)動(dòng)在運(yùn)行中被意外卸載。至于其他用法自己可以在以后深入學(xué)習(xí)中慢慢探索。

寫(xiě)完文件操作集合，還有另外一個(gè)重要結(jié)構(gòu)體miscdevice，它記錄了該驅(qū)動(dòng)設(shè)備的相關(guān)信息，為設(shè)備注冊(cè)提供必要信息。

[cpp]?view plain?copy

struct?miscdevice??{??

int?minor;??

const?char?*name;??

const?struct?file_operations?*fops;??

struct?list_head?list;??

struct?device?*parent;??

struct?device?*this_device;??

const?char?*nodename;??

umode_t?mode;??

};??

對(duì)于我們比較關(guān)注的就是前三項(xiàng)

minor 次設(shè)備號(hào),若果讓系統(tǒng)自動(dòng)分配設(shè)備號(hào) 應(yīng)賦值為MISC_DUNAMIC_MINOR

name 設(shè)備名稱

fops 操作集合的聲明 將文件操作集合結(jié)構(gòu)體地址賦值給它即可

將以上內(nèi)容完成后，就是驅(qū)動(dòng)的初始化和卸載函數(shù)的書(shū)寫(xiě)。

模塊初始化函數(shù)中主要完成的內(nèi)容，主要是進(jìn)行雜項(xiàng)設(shè)備的注冊(cè)。

模塊卸載函數(shù)，主要是對(duì)雜項(xiàng)設(shè)備的卸載。

最后聲明模塊的初始化、卸載函數(shù)的入口。聲明遵循的開(kāi)源協(xié)議。

最后可編寫(xiě)一個(gè)控制函數(shù)驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)的正確性

下面附上一段示例代碼，此段并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性操作，只簡(jiǎn)單演示雜項(xiàng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)流程

[cpp]?view plain?copy

#include??

#include??

#include??

#include??

#include??

//打開(kāi)函數(shù)??

static?int??misc_open(struct?inode?*node,?struct?file?*fp)??

{??

printk("this?dev?is?open ");??

return?0;??

}??

//關(guān)閉函數(shù)??

static?int?misc_close(struct?inode?*node,?struct?file?*fp)??

{??

printk("this?dev?is?close ");??

return?0;??

}??

//讀函數(shù)??

ssize_t?misc_read(struct?file?*fp,?char?__user?*buf,?size_t?size,?loff_t?*loff)??

{??

printk("this?dev?is?read ");??

return?0;??

}??

//寫(xiě)函數(shù)??

ssize_t?misc_write(struct?file?*fp,?const?char?__user?*buf,?size_t?size,?loff_t?*loff)??

{??

printk("this?dev?is?write ");??

return?0;??

}??

[cpp]?view plain?copy

//文件操作集合??

struct?file_operations?fops={??

.owner=THIS_MODULE,??

.open=misc_open,??

.read=misc_read,??

.write=misc_write,??

.release=misc_close,??

};??

//設(shè)備相關(guān)信息??

struct?miscdevice?mymisc={??

.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,??

.name="mymisc",??

.fops=fops,??

};??

//驅(qū)動(dòng)初始化??

static?int?__init?misc_init(void)??

{??

if((misc_register(&mymisc))??

{??

printk("this?module?is?insmod?fail ");??

return?-1;??

}??

printk("this?module?is?success ");??

return?0;??

}??

//驅(qū)動(dòng)卸載??

static?void?__exit?misc_exit(void)??

{??

printk("this?module?is?exit ");??

}??

module_init(misc_init);??

module_exit(misc_exit);??

MODULE_LICENSE("GPL");??

驅(qū)動(dòng)控制函數(shù)代碼

[cpp]?view plain?copy

#include??

#include??

#include??

#include??

#include??

#include??

//主函數(shù)??參數(shù)為：傳入設(shè)備名稱（含有路徑）??

int?main(int?argc,char?*argv[])????

{??

int?fd?=?open(argv[1],O_RDWR);??

if(fd?==?-1)??

{??

printf("打開(kāi)失敗 ");??

return?0;??

}??

read(fd,buf,0);??

write(fd,NULL,0);??

close(fd);??

return?0;??

}??

驅(qū)動(dòng)控制代碼的作用主要是將，設(shè)備節(jié)點(diǎn)打開(kāi)對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)關(guān)閉等操作（這里沒(méi)有實(shí)質(zhì)操作，只打印一句話），只是來(lái)驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)框架的正確性

makefile代碼如下：

[cpp]?view plain?copy

KERN_DIR?=?/zhangchao/linux3.5/linux-3.5??

all:??

make?-C?$(KERN_DIR)?M=`pwd`?modules??

clean:??

make?-C?$(KERN_DIR)?M=`pwd`?modules?clean??

rm?-rf?modules.order??

obj-m?+=?misc.o??

編譯模塊

[cpp]?view plain?copy

[root@CentOS?zhangchao]#?make??

make?-C?/zhangchao/linux3.5/linux-3.5?M=`pwd`?modules??

make[1]:?進(jìn)入目錄“/zhangchao/linux3.5/linux-3.5”??

Building?modules,?stage?2.??

MODPOST?1?modules??

make[1]:?離開(kāi)目錄“/zhangchao/linux3.5/linux-3.5”??

[root@CentOS?zhangchao]#?ls??

Makefile????misc.c???misc.mod.c??misc.o?????????Module.symvers??

misc_app.c??misc.ko??misc.mod.o??modules.order??

[root@CentOS?zhangchao]#???

可以看到.ko模塊文件已經(jīng)生成

安裝模塊

[cpp]?view plain?copy

[root@ZC/zhangchao]#insmod?misc.ko???

[??857.560000]?this?module?is?success??

打印相關(guān)信息模塊安裝成功

查看模塊

[cpp]?view plain?copy

[root@ZC/zhangchao]#lsmod??

Module??????????????????Size??Used?by????Tainted:?G????

misc????????????????????1440??0???

模塊信息存在，模塊已經(jīng)成功安裝

編譯驅(qū)動(dòng)控制代碼

[cpp]?view plain?copy

[root@CentOS?zhangchao]#?arm-linux-gcc?misc_app.c?-o?run??

[root@CentOS?zhangchao]#?ls??

main.c????man?????????misc.c???misc.mod.c??misc.o?????????Module.symvers??

Makefile??misc_app.c??misc.ko??misc.mod.o??modules.order??run??

編譯沒(méi)有報(bào)錯(cuò)，生成了可執(zhí)行文件 run

查看設(shè)備

[cpp]?view plain?copy

[root@ZC/zhangchao]#ls?-al?/dev/mymisc???

crw-rw----????1?root?????root???????10,??47?Mar?16?17:00?/dev/mymisc??

設(shè)備已經(jīng)存在，證明雜項(xiàng)設(shè)備注冊(cè)成功，在設(shè)備列表內(nèi)部能夠查看到設(shè)備。主設(shè)備號(hào)10 次設(shè)備號(hào)47

運(yùn)行控制 程序，傳入?yún)?shù)為注冊(cè)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，控制程序可以通過(guò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)等操作。（在開(kāi)發(fā)板上執(zhí)行）

[cpp]?view plain?copy

[root@ZC/zhangchao]#./run?/dev/mymisc???

[?1487.635000]?this?dev?is?open??

[?1487.635000]?this?dev?is?read??

[?1487.635000]?this?dev?is?write??

[?1487.635000]?this?dev?is?close??

[root@ZC/zhangchao]#??

驅(qū)動(dòng)卸載

[cpp]?view plain?copy

[root@ZC/zhangchao]#rmmod?misc.ko???

[?1577.995000]?this?module?is?exit??

模塊編譯，控制程序的編譯在宿主機(jī)上進(jìn)行，開(kāi)發(fā)板上只有內(nèi)核，沒(méi)有編譯工具，模塊的裝載、查看、卸載在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。

宿主機(jī)： VMware12版本下的CentOS7

開(kāi)發(fā)板： 友善之臂Tiny4412開(kāi)發(fā)板

交叉編譯器： arm-linux-gcc 4.5.1

內(nèi)核版本：linux-3.5

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