linux字符设备驱动程序

### Linux字符设备驱动程序详解 #### 一、概述 在Linux系统中，设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的重要桥梁，负责实现操作系统对硬件设备的访问。根据设备数据传输方式的不同，Linux设备主要分为三类：字符设备、块设备以及网络设备。其中，**字符设备**是指那些不支持随机访问的数据流式设备，例如串口、打印机等。本文将通过一个名为“mydriver”的简单字符设备驱动程序来介绍如何编写和使用字符设备驱动。 #### 二、代码分析 本例中的字符设备驱动程序以可加载模块的形式进行编译，这意味着无需重新编译整个内核即可加载该驱动，极大地简化了开发和测试过程。下面是对关键代码部分的详细解析： 1. **基础头文件的引入** - `#include <linux/module.h>`：提供模块初始化和卸载函数的支持。 - `#include <linux/init.h>`：包含初始化函数的宏定义。 - `#include <linux/fs.h>`：提供了文件操作相关的结构体和函数。 - `#include <asm/uaccess.h>`：包含了用户空间和内核空间数据交换相关的宏定义。 - `#include <linux/moduleparam.h>`：用于模块参数的传递。 2. **核心函数声明** - `static int __init mydriver_init(void)`：模块初始化函数。 - `static void __exit mydriver_exit(void)`：模块卸载函数。 - `static int mydriver_open(struct inode *, struct file *)`：打开设备时调用的函数。 - `static int mydriver_release(struct inode *, struct file *)`：关闭设备时调用的函数。 - `static ssize_t mydriver_read(struct file *, char *, size_t, loff_t *)`：读取设备数据时调用的函数。 - `static ssize_t mydriver_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t *)`：写入设备数据时调用的函数。 3. **设备注册与注销** - `register_chrdev()`：注册字符设备。 - `unregister_chrdev()`：注销字符设备。 ```c Major = register_chrdev(250, DEVICE_NAME, &mydriver_fops); if (Major < 0) { printk("Registering the character device failed with %d\n", Major); return Major; } ``` 这段代码尝试为设备注册一个主设备号，并关联相应的文件操作结构体。如果注册失败，会输出错误信息并返回错误码。 4. **文件操作结构体定义** - `struct file_operations mydriver_fops`：定义了一组文件操作方法，包括读写、打开和关闭等操作。 5. **文件操作函数实现** - `mydriver_open()`：当打开设备文件时被调用。 - `mydriver_release()`：当关闭设备文件时被调用。 - `mydriver_read()`：当读取设备文件时被调用。 - `mydriver_write()`：当写入设备文件时被调用。 6. **模块入口与出口点** - `module_init(mydriver_init);`：指定`mydriver_init`为模块初始化函数。 - `module_exit(mydriver_exit);`：指定`mydriver_exit`为模块卸载函数。 #### 三、示例运行流程 1. **Makefile配置** - 在Makefile中配置了模块编译的相关指令，可以通过`make`命令来编译模块。 ```makefile KERNELDIR?=/usr/src/kernels/2.6.23.1-42.fc8-i686/ obj-m+=mydriver.o ``` 这些指令指定了内核源码目录位置，并指明要编译的目标模块文件。 2. **编译与安装** - 使用`make`命令编译模块。 - 使用`insmod`命令将模块插入到内核中。 - 使用`rmmod`命令从内核中移除模块。 3. **读写测试** - 使用`echo "test" > /dev/mydriver`向设备写入数据。 - 使用`cat /dev/mydriver`读取设备数据。 #### 四、总结 通过对“mydriver”字符设备驱动程序的分析，我们可以了解到如何创建一个简单的字符设备驱动，并掌握其基本的工作原理和编程技巧。在实际应用中，开发者可以根据具体需求对这些基本模板进行扩展和改进，实现更加复杂的功能。