1、使用字符设备驱动程序
1.1 编译/安装驱动
在Linux系统中，驱动程序通常采用内核模块的程序结构来进行编码。因此，编译/安装一个驱动程序，其实质就是编译/安装一个内核模块。把下面的范例代码拷贝到Linux系统中：
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>
int dev1_registers[5];
int dev2_registers[5];
struct cdev cdev;
dev_t devno;
/*文件打开函数*/
int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
/*获取次设备号*/
int num = MINOR(inode->i_rdev);
if (num==0)
filp->private_data = dev1_registers;
else if(num == 1)
filp->private_data = dev2_registers;
else
return -ENODEV; //无效的次设备号
return 0;
}
/*文件释放函数*/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/*读函数*/
static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
int *register_addr = filp->private_data; /*获取设备的寄存器基地址*/
/*判断读位置是否有效*/
if (p >= 5*sizeof(int))
return 0;
if (count > 5*sizeof(int) - p)
count = 5*sizeof(int) - p;
/*读数据到用户空间*/
if (copy_to_user(buf, register_addr+p, count))
{
ret = -EFAULT;
}
else
{
*ppos += count;
ret = count;
}
return ret;
}
/*写函数*/
static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
int *register_addr = filp->private_data; /*获取设备的寄存器地址*/
/*分析和获取有效的写长度*/
if (p >= 5*sizeof(int))
return 0;
if (count > 5*sizeof(int) - p)
count = 5*sizeof(int) - p;
/*从用户空间写入数据*/
if (copy_from_user(register_addr + p, buf, count))
ret = -EFAULT;
else
{
*ppos += count;
ret = count;
}
return ret;
}
/* seek文件定位函数 */
static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{
loff_t newpos;
switch(whence) {
case SEEK_SET:
newpos = offset;
break;
case SEEK_CUR:
newpos = filp->f_pos + offset;
break;
case SEEK_END:
newpos = 5*sizeof(int)-1 + offset;
break;
default:
return -EINVAL;
}
if ((newpos<0) || (newpos>5*sizeof(int)))
return -EINVAL;
filp->f_pos = newpos;
return newpos;
}
/*文件操作结构体*/
static const struct file_operations mem_fops =
{
.llseek = mem_llseek,
.read = mem_read,
.write = mem_write,
.open = mem_open,
.release = mem_release,
};
/*设备驱动模块加载函数*/
static int memdev_init(void)
{
/*初始化cdev结构*/
cdev_init(&cdev, &mem_fops);
/* 注册字符设备 */
alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");
cdev_add(&cdev, devno, 2);
}
/*模块卸载函数*/
static void memdev_exit(void)
{
cdev_del(&cdev); /*注销设备*/
unregister_chrdev_region(devno, 2); /*释放设备号*/
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);
Makefile(注意内核源代码要改为自己的路径)：
obj-m := memdev.o
KDIR := /home/S5-driver/lesson7/linux-tiny6410/
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm
clean:
rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.bak *.order编译：
#make
拷贝memdev.ko到开发板中，然后安装：
#insmod memdev.ko
1.2 创建设备文件
由这幅图可以知道，应用程序对设备驱动的访问是通过设备文件来进行的，设备文件就像一个媒介一样把应用程序和设备驱动联系在了一起。
通过字符设备文件，应用程序可以使用相应的字符设备驱动程序来控制字符设备。创建字符设备文件的方法一般有两种：
1.使用mknod命令
mknod /dev/文件名 c 主设备号 次设备号
它的参数有4个，第一个是需要创建的字符设备的文件名字，小C代表字符设备文件，主设备号用来和设备驱动程序建立连接，它们需要使用相同的主设备号，那么怎么查看刚刚安装的mendev驱动程序使用的设备号呢？在开发板上输入：
#cat /proc/device
显示出了2列信息，第一列是主设备号，第二列是设备驱动程序的名字。这里应该是253
次设备号取非负的数即可，一般为0~255之间。
现在我们在开发板上创建一个设备文件(设备文件名称不和已有的冲突即可)：
#mknod /dev/memdev0 c 253 1
然后查看dev：
#ls /dev
应该是出现了memdev0这个设备文件
2. 使用函数在驱动程序中创建（资料中分享）
1.3 访问设备
这个设备文件其实就是对内存的操作，因为在实际的硬件设备访问中，最终都是对设备寄存器的访问，这个访问内存中的某几个单元达到的效果是一样的。
编写一个应用程序来访问这个设备文件：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
int fd;
int src=1234;
int tmp=0;
fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
write(fd, &src, sizeof(int));
printf("src:%d\n",src);
close(fd);
fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
read(fd, &tmp, sizeof(int));
printf("tmp:%d\n",tmp);
close(fd);
return 0;
}
int fd;
int src=1234;
int tmp=0;
fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
write(fd, &src, sizeof(int));
printf("src:%d\n",src);
close(fd);
fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
read(fd, &tmp, sizeof(int));
printf("tmp:%d\n",tmp);
close(fd);
return 0;
}使用arm-linux-gcc编译后把生成文件拷贝到开发板中，然后执行，如果发现错误：
~bin/sh: ./write_mem not found
其实这并不是找不到write_mem这个文件，而是它依赖的库找不到，可以使用:
#arm-readelf -d write_mem
-d表示查询动态连接库，来查看它所依赖的库
这个时候方法有2钟，1是拷贝它依赖的库到开发板的lib目录中，2是在编译的时候使用静态连接:
#arm-linux-gcc -static write_mem.c -o write_mem
再编译运行，可以看到读写都已经成功了，注意写完后一定要关闭文件才把数据真正写入了，如果没有关闭直接读，读出来的是空的。！
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