驱动学习2：简单驱动创建

本文使用三种方法创建设备驱动，同时使用应用程序测试驱动是否安装成功。

其中，前两种方法都是手工创建设备节点，最后一种方法使用混杂设备的方法不需手工创建设备节点

在/dev/目录下创建设备文件hello，应用程序helltest.c为：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>


int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    printf("enter driver test %s %s 
", argv[1], argv[2]);
    char *hello = "/dev/hello";

    if((fd = open(hello, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY)) < 0)
    {
        printf("open %s failed
", hello);
    }
    else
    {
        printf("%s fd is %d 
", hello, fd);
        ioctl(fd, atoi(argv[1]), atoi(argv[2]));
    }
    close(fd);
    return 1;
}

---

第一种：手动创建驱动

加载之前首先通过 cat /proc/devices来查看字符主设备号230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hello驱动模块是否已挂载好

root@plnx_arm:/mnt# cat /proc/devices | grep hello
230 hello

通过应用程序测试：

使用./hellotest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hello模块

//模块的主设备号为230
mknod -m 660 /dev/hello c 230 0 
ls /dev/hello -l

crw-rw---- 1 root root 230, 0 Jun 4 11:05 /dev/hello

再次测试：

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

---

第二种：自动分配设备号

除了使用第一种方法手工创建设备号外，也可以让系统自动为我们驱动设备自动分配设备号

 仅仅修改代码如下：

int major;              //定义一个全局变量，用来保存主设备号
//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位置,最后将设备名字和fops结构体填进去
static int hello_init(void)
{
    
    /*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*/
    major =register_chrdev (0, DEVICE_NAME, &hello_fops); //230:主设备号,”hello”:设备名
    printk(KERN_EMERG "hello dev has been init!
");
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    //释放设备号、注销设备
    unregister_chrdev(major,DEVICE_NAME);
    printk(KERN_EMERG "hello dev has been exit!
"); //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244,然后重新创建设备文件（主设备号为244），运行测试程序

附完整代码：

//参考内核源码：gpio.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>


#define DEVICE_NAME "hello"


MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("pp");

/////////////////////////dev//////////////////////////////////////

static int hello_open(struct inode *inode, struct file *file){
    printk(KERN_EMERG "hello open
");
    return 0;
}

static int hello_release(struct inode *inode, struct file *file){
    printk(KERN_EMERG "hello release
");
    return 0;
}

/*设备文件的读函数中，参数filp为文件结构体指针，buf为用户空间内存地址，count为要读取的字节数，ppos为写的位置相对于文件开头的偏移*/
//copy_to_user 完成用户空间缓冲区到内核空间的复制
static ssize_t hello_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len,loff_t *ppos)
{
   printk("hello_read
");      
   return 0;
}
/*设备文件的写函数中，参数filp为文件结构体指针，buf为用户空间内存地址，count为要写入的字节数，ppos为写的位置相对于文件开头的偏移*/
//copy_from_user 完成内核空间到用户空间缓冲区的复制
static ssize_t hello_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
   printk("hello_write
");      
   return 0;
}
//ioctl函数
static long hello_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){
    printk("cmd is %d, arg is %d
", cmd, arg);
    return 0;
}


static struct file_operations hello_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = hello_open,  
    .read = hello_read,   
    .write = hello_write,       
    .release = hello_release,
    .unlocked_ioctl = hello_ioctl,
};



int major;              //定义一个全局变量，用来保存主设备号
//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位置,最后将设备名字和fops结构体填进去
static int hello_init(void)
{
    
    /*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*/
    major =register_chrdev (0, DEVICE_NAME, &hello_fops); //230:主设备号,”hello”:设备名
    printk(KERN_EMERG "hello dev has been init!
");
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    //释放设备号、注销设备
    unregister_chrdev(major,DEVICE_NAME);
    printk(KERN_EMERG "hello dev has been exit!
"); //卸载驱动, 将major填入即可
}


module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

第三种：自动创建驱动（混杂设备）

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>


#define DEVICE_NAME "hello"

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("pp");

/////////////////////////dev//////////////////////////////////////

static int hello_open(struct inode *inode, struct file *file){
    printk(KERN_EMERG "hello open
");
    return 0;
}

static int hello_release(struct inode *inode, struct file *file){
    printk(KERN_EMERG "hello release
");
    return 0;
}

static long hello_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){
    printk("cmd is %d, arg is %d
", cmd, arg);
    return 0;
}

static struct file_operations hello_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = hello_open,
    .release = hello_release,
    .unlocked_ioctl = hello_ioctl,
};

static struct miscdevice hello_dev = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .name = DEVICE_NAME,
    .fops = &hello_fops,
};



static int hello_init(void)
{
    misc_register(&hello_dev);
    printk(KERN_EMERG "hello dev has been init!
");
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    
    misc_deregister(&hello_dev);
    printk(KERN_EMERG "hello dev has been exit!
");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

我们通过 ls /dev -l 可以看到混杂设备的主设备号为10，验证了书上所讲：

root@plnx_arm:/mnt# ls -l /dev | grep hello 
crw-rw----    1 root     root       10,  58 Jun  4 10:28 hello

通过应用程序测试：

root@plnx_arm:/mnt# ./hellotest 2 3
enter driver test 2 3 
hello open
/dev/hello fd is 3 
hello release