字符设备驱动框架.docx

Linux中设备分类：按照对设备的访问方式可分为以下三类：字符设备(char device)例如：键盘、鼠标、串口、帧缓存等；通过/dev/下的设备节点访问；以字节为单位访问；一般只支持顺序访问；(特例：帧缓存framebuffer)无缓冲。块设备(block device)例如：磁盘、光驱、flash等；以固定大小为单位访问：磁盘以扇区(512B)为单位；flash以页为单位。支持随机访问；有缓冲(减少磁盘IO，提高效率)。网络设备(network device)无设备文件(节点)；应用层通过socket接口访问网络设备(报文发送和接收的媒介)。设备驱动在内核中的结构：VFS虚拟文件系统作用：向应用层提供一致的文件访问接口，正是由于VFS的存在，才可以将设备以文件的方式访问。虚拟文件系统，存在于内存中，不在磁盘上，掉电丢失。例如：/proc、/sys、/tmp。设备号：作用：唯一地标识一个设备；类型：dev_t devno;即32位无符号整型；组成：31 主设备号major 2019 次设备号minor 0主设备号：用于区分不同类型(按功能划分)的设备；此设备号：用于区分相同类型的不同设备。注意：相同类型的设备(主设备号相同)可以使用同一个驱动。构建设备号：int major = 250; int minor = 0;dev_t devno = (major 20) | minor;不建议使用；利用宏来构建：dev_t devno = MKDEV (major, minor);注意：我们可以通过文件$(srctree)/documentation/device.txt来查看内核对设备号的分配情况。该文本中的有对应设备文件的设备号是已经被申请过的，我们不可以重复使用(申请)；从中可以看出，我们在编写驱动程序时可以使用的主设备号范围为240~254，为了方便记忆，通常使用250作为主设备号。字符设备驱动框架：驱动：作用，为应用层提供访问设备的接口(对设备发的各种操作)。申请设备号构建设备号：dev_t devno = MKDEV (major, minor);申请设备号：动态申请：alloc_chrdev_region；静态申请： register_chrdev_region。静态申请设备号的优缺点：优点：可以提前创建设备文件；缺点：有可能会发成冲突，导致申请失败。register_chrdev_region函数详解：注意：最后一个参数是设备名称。且在/proc/devices下会有关于当前系统已经注册成功的设备信息；申请设备号应在加载函数中实现；同时，在卸载函数中我们也要调用unregister_chrdev_region来释放设备号。实现操作集合struct file_operations {……}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 *);unsigned int (*poll) (struct fiel *, poll_table *);int (*fasync) (int, struct file *, int);long (*unlock_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*release) (struct inode *, struct file *);int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);……};除owner成员外，其他成员均是对文件进行相关操作的函数指针。对设备的大多数操作函数都有参数struct file *filp；在起始阶段我们可以先定义一个空的操作集合：struct file_operations { .owner = THIS_MODULE };注意：可以看出宏THIS_MODULE代表结构体struct module的起始地址；我们可以通过“.