linux字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序培訓(xùn)教材(已修改)
2025-03-21 16:57 本頁面
【正文】 Linux字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 Linux驅(qū)動(dòng)程序的分類 ?字符設(shè)備驅(qū)動(dòng) ： 用于驅(qū)動(dòng)能夠像字節(jié)流（文件）一樣被訪問的設(shè)備。應(yīng)用程序通?？梢岳?open、 close、 read、 write等系統(tǒng)調(diào)用訪問字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)。 ?塊設(shè)備驅(qū)動(dòng) ： 塊設(shè)備和字符設(shè)備只在系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)部的管理上有所區(qū)別。應(yīng)用程序?qū)τ谧址O(shè)備的每一個(gè) I/O操作都會(huì)被內(nèi)核直接傳遞給對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序；而應(yīng)用程序?qū)τ趬K設(shè)備的操作要經(jīng)過虛擬文件系統(tǒng)（ VFS）和緩沖區(qū)管理系統(tǒng)間接地傳遞給驅(qū)動(dòng)程序處理。 ?網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng) ： 應(yīng)用程序必須利用套接字 (socket)接口訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序基本結(jié)構(gòu) 字符設(shè)備開發(fā)的基本步驟 確定主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào) 實(shí)現(xiàn)字符驅(qū)動(dòng)程序 實(shí)現(xiàn) file_operations結(jié)構(gòu)體 構(gòu)造字符設(shè)備結(jié)構(gòu)體 cdev 在模塊加載函數(shù)中注冊(cè)字符設(shè)備 在模塊卸載函數(shù)中注銷字符設(shè)備 創(chuàng)建設(shè)備文件節(jié)點(diǎn) 設(shè)備文件與設(shè)備號(hào) ?為了體現(xiàn)“一切都是文件”的設(shè)計(jì)思想， linux將每個(gè)已安裝的設(shè)備都表示為一個(gè) 設(shè)備文件 。 ?設(shè)備文件通常位于 /dev子目錄 。 ?對(duì)于字符設(shè)備，應(yīng)用程序可以利用 open、 close、 read、write等系統(tǒng)調(diào)用訪問其設(shè)備文件，這些 I/O操作都被直接傳遞給該設(shè)備文件所對(duì)應(yīng)的設(shè)備。 ?每個(gè)設(shè)備文件中都存儲(chǔ)了該設(shè)備的 “ 主設(shè)備號(hào) ” 和 “ 次設(shè)備號(hào) ” 。 ?一般由同一個(gè)內(nèi)核模塊管理的多個(gè)設(shè)備占用同一個(gè)主設(shè)備號(hào)，具體設(shè)備用次設(shè)備號(hào)標(biāo)識(shí)。 ?用 mknod filename c major minor命令創(chuàng)建設(shè)備文件 ?用 rm filename命令刪除設(shè)備文件。注意刪除設(shè)備文件并不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)模塊。 應(yīng)用程序如何訪問設(shè)備 fd1 = open(“/dev/ttyS1”, O_RDWR)。 // 阻塞 fd2 = open(“/dev/ttyS1”, O_RDWR | O_NONBLOCK)。 // 非阻塞 int read(int fd, const void *buf, size_t length)。 int write(int fd, const void *buf, size_t length)。 int lseek(int fd, offset_t offset, int whence)。 int ioctl( int fd, int cmd, void *arg)。 int close(int fd)。 設(shè)備號(hào)的內(nèi)部表達(dá) 設(shè)備編號(hào)的內(nèi)部表達(dá) dev_t類型 (32位）： 用來保存設(shè)備編號(hào) (包括主設(shè)備號(hào) (12位 )和次設(shè)備號(hào) (20位 )) 從 dev_t獲得主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)： MAJOR(dev_t)。 MINOR(dev_t)。 將主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)轉(zhuǎn)換成 dev_t類型： MKDEV(int major， int minor)； 主設(shè)備號(hào)與次設(shè)備號(hào) 分配主設(shè)備號(hào) 手工分配主設(shè)備號(hào)：找一個(gè)內(nèi)核沒有使用的主設(shè)備號(hào)來使用。 include linux/ int register_chrdev_region( dev_t first, unsigned int count, char *name )； 要分配的設(shè)備編號(hào)范圍的起始值，次設(shè)備號(hào)經(jīng)常為 0 所請(qǐng)求的連續(xù)設(shè)備編號(hào)的個(gè)數(shù) 和該編號(hào)范圍關(guān)聯(lián)的設(shè)備名稱 主設(shè)備號(hào)與次設(shè)備號(hào) 動(dòng)態(tài)分配主設(shè)備號(hào)： include linux/ int alloc_chrdev_resion(dev_t *dev， unsigned int firstminor， unsigned int count， char *name)； 輸出的設(shè)備號(hào) 要使用的被請(qǐng)求的第一個(gè)次設(shè)備號(hào) 主設(shè)備號(hào)與次設(shè)備號(hào) 釋放設(shè)備號(hào) void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count)。 通常在模塊的清除函數(shù)中調(diào)用。 記錄字符設(shè)備的結(jié)構(gòu)體 cdev 實(shí)現(xiàn)字符驅(qū)動(dòng)程序 cdev 結(jié)構(gòu)體 struct cdev { struct kobject kobj。 /* 內(nèi)嵌的 kobject 對(duì)象 */ struct module *owner。 /*所屬模塊 */ struct file_operations *ops。 /*文件操作結(jié)構(gòu)體 */ struct list_head list。 dev_t dev。 /*設(shè)備號(hào) */ unsigned int count。 }。 cdev的 kobj、 list 、 count字段不用我們關(guān)系和維護(hù)（內(nèi)核代勞），我們只需將其 ops字段指向?yàn)槲覀冏约旱?file operations結(jié)構(gòu)。 對(duì) cdev結(jié)構(gòu)體的操作 操作 cdev的函數(shù) void cdev_init( struct cdev *, struc t file_operations *)。 struct cdev *cdev_alloc(void) 。 int cdev_add(st ruct cdev *, dev_t, unsigned) 。 void cde
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