先讲解驱动框架,然后写出first_drv驱动程序,来打印一些信息
写出first_drv驱动程序需要以下几步：
(1)写出驱动程序first_drv_open first_drv_write
(2)需要定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open first_drv_write
对于字符设备来说,常用file_operations以下几个成员:
(3) 模块加载函数,通过函数 register_chrdev(major, “first_drv”, &first_drv_fops) 来
注册字符设备
(4)写驱动的first_drv_init 入口函数来调用这个register_chrdev()注册函数，
(5)通过module_init()来修饰入口函数,使内核知道有这个函数
(6)写驱动的first_drv_exit出口函数，调用这个unregister_chrdev()函数卸载,
(7) 通过module_exit()来修饰出口函数
(8) 模块许可证声明, 最常见的是以MODULE_LICENSE( "GPL v2" )来声明
1.首先创建first_drv.c文件
代码如下:
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
/*1写出驱动程序first_drv_open first_drv_write */
/* inode结构表示具体的文件，file结构体用来追踪文件在运行时的状态信息。*/
static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk(“first_drv_open\n”); //打印，在内核中打印只能用printk()
return 0;
}
/*参数filp为目标文件结构体指针，buffer为要写入文件的信息缓冲区，count为要写入信息的长度，ppos为当前的偏移位置，这个值通常是用来判断写文件是否越界*/
static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
printk(“first_drv_write\n”); //打印，在内核中打印只能用printk()
return 0;
}
/*2定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open first_drv_write */
static struct file_operations first_drv_fops = {
.owner = THIS_MODULE, //被使用时阻止模块被卸载
.open = first_drv_open,
.write = first_drv_write,
};
/*4写first_drv_init入口函数来调用这个register_chrdev()注册函数*/
int first_drv_init(void)
{
/*3 register_chrdev注册字符设备,并设置major=111*/
/*如果设置major为0，表示由内核动态分配主设备号，函数的返回值是主设备号*/
register_chrdev (111, “first_drv”, &first_drv_fops); //111:主设备号,”first_drv”:设备名
/*
register_chrdev作用:在VFS虚拟文件系统中找到字符设备，然后通过主设备号找到内核数组里对应的位置,最后将设备名字和fops结构体填进去
*/
return 0;
}
/*5 module_init修饰入口函数*/
module_init(first_drv_init);
/*6 写first_drv_exit出口函数*/
void first_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev (111, “first_drv”); //卸载驱动,只需要主设备号和设备名就行
}
/*7 module_exit修饰出口函数*/
module_exit(first_drv_exit);
/*8许可证声明, 描述内核模块的许可权限，如果不声明LICENSE，模块被加载时，将收到内核被污染 （kernel tainted）的警告。*/
MODULE_LICENSE( "GPL v2" );
2然后写Makefile编译脚本:
KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6 //依赖的内核目录,前提内核是编译好的
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules // M=`pwd`:指定当前目录
// -C $(KERN_DIR)表示要用到依赖的目录里的Makefile
// modules:要编译的目标文件
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order
obj-m += frist_drv.o //obj-m:内核模块文件，指将myleds.o编译成myleds.ko
3. make,编译生成frist_drv.ko文件
4.然后开发板通过nfs网络文件系统来加载frist_drv.ko
加载之前首先通过 cat /proc/devices来查看字符主设备号111是否被占用
然后通过 insmod first_drv.ko来挂载, 通过 cat /proc/devices就能看到first_drv已挂载好
5.通过测试程序测试frist_drv模块
测试程序first_driver_text.c代码如下
#include <sys/types.h> //调用sys目录下types.h文件
#include <sys/stat.h> //stat.h获取文件属性
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
/*输入”./first_driver_text”, agc就等于1, argv[0]= first_driver_text */
/*输入”./first_driver_text on”, agc就等于2, argv[0]= first_driver_text,argv[1]=on; */
int main(int argc,char **argv)
{
int fd1, fd2;
int val=1;
fd1 = open("/dev/xxx",O_RDWR); //打开/dev/xxx设备节点
if(fd1<0) //无法打开,返回-1
printf("can‘t open%d!\n", fd1);
else
printf("can open%d!\n", fd1); //打开，返回文件描述符
write(fd1, &val, 4); //写入数据1
return 0;
}
6.然后arm-linux-gcc -o first_driver_text first_driver_text.c生成执行文件
回到板子串口上使用./first_driver_text来运行,发现如果open()打不开,会返回-1
是因为我们没有创建dev/xxx这个设备节点,然后我们来创建,使它等于刚刚挂载好的first_drv模块
mknod -m 660 /dev/xxx c 111 0 // first_drv模块的主设备号=111
./first_driver_text
结果如上图,发现测试程序里的open()函数调用了驱动中的first_drv_open()
write()函数调用了驱动中的first_drv_write(),
其中open()函数返回值为3,是因为描述符0,1,2都已经被控制台占用了,所以从3开始
7.改进底层驱动,使用动态装载:
除了静态装载驱动外，还可以动态装载，让系统自动为我们驱动设备自动分配设备号
7.1 修改first_drv_init入口函数和first_drv_exit 出口函数:
代码如下:
int major; //定义一个全局变量，用来保存主设备号
int first_drv_init(void)
{
/*设置major为0，由内核动态分配主设备号，函数的返回值是主设备号*/
major =register_chrdev (0, “first_drv”, &first_drv_fops);
return 0;
}
void first_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev (major, “first_drv”); //卸载驱动, 将major填入即可
}
如下图,通过动态分配得出它的主设备号是252,然后重创252的测试程序
rm dev/xxx
mknod -m 660 /dev/xxx c 252 0
./first_driver_text
7.2 每次都要手工创建设备节点，大家肯定也会觉得这样做太麻烦了。
可以使用自动创建设备节点，Linux有udev、mdev的机制，而我们的ARM开发板上移植的busybox有mdev机制，然后mdev机制会通过class类来找到相应类的驱动设备来自动创建设备节点 (前提需要有mdev)
在哪里设置了mdev机制？
在制作根文件系统之使用里有介绍
7.3 接下来使用insmod自动创建设备节点, rmmod自动注销设备节点
(1)首先创建一个class设备类，class是一个设备的高级视图，它抽象出低级的实现细节，然后在class类下，创建一个class_device，即类下面创建类的设备:(在C语言中class就是个结构体)
static struct class *firstdrv_class; //创建一个class类 static struct class_device *firstdrv_class_devs; //创建类的设备
(2)在first_drv_init入口函数中添加:
firstdrv_class= class_create(THIS_MODULE,"firstdrv"); //创建类,它会在sys/class目录下创建firstdrv_class这个类 firstdrv_class_devs=class_device_create(firstdrv_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"xyz"); //创建类设备,会在sys/class/firstdrv_class类下创建xyz设备,然后mdev通过这个自动创建/dev/xyz这个设备节点,
(3)在first_drv_exit出口函数中添加:
class_destroy(firstdrv_class); //注销类,与class_create对应 class_device_unregister(firstdrv_class_devs); //注销类设备,与class_device_create对应
重新编译insmod后,会发现在/dev下自动的创建了xyz设备节点
其中在sys/class里有各种类的设备, 比如sys/class/fristdev下就有xyz
然后mdv通过insmod xxx 就去class找到相应类的驱动设备来自动创建设备节点
为什么内容一更改,mdv就能自动运行创建设备节点呢?
是因为以前创建根文件系统时候，
在etc/init.d/rcS里添加了这么一段:
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug //支持热拔插
然后kernel每当设备出现变动时，调用/sbin/mdev来处理对应的信息，使mdev应用程序操作/dev目录下的设备，进行添加或删除
(4).再修改测试程序里open函数,将/dev/xxx改为/dev/xyz,这样就测试模块，就不需要再mknod了.
驱动程序first_drv_open first_drv_write中只是打印数据,接下来下一节便开始来点亮LED.