Linux字符设备驱动开发详解

"这篇笔记主要涵盖了Linux字符设备驱动开发的一些关键知识点，包括必要的头文件、编译规则、模块的生命周期管理、符号导出、模块信息定义以及设备编号的处理等。" 在Linux系统中，编写字符设备驱动是为了与硬件进行交互，实现底层数据传输。以下是一些核心概念和步骤： 1. **头文件**： - `<linux/init.h>` 和 `<linux/module.h>` 是编写任何Linux内核模块的基础，它们包含了模块初始化和退出函数的声明。 - `<linux/kernel.h>` 提供了`printk()`函数，用于在内核日志中打印消息。 - `<linux/errno.h>` 定义了错误码，用于返回错误信息。 2. **编译规则**： - `obj-m:=module.o` 指定了目标模块文件。 - `module-objs:=file1.o file2.o` 列出了构成模块的源文件。 - 使用`make -C $(KERNEL_DIR) M=$(PWD) modules`命令编译模块。 - `EXPORT_SYMBOL`和`EXPORT_SYMBOL_GPL`用于导出模块中的符号，以便其他模块可以使用。`EXPORT_SYMBOL_GPL`限制只对遵循GPL协议的模块开放。 3. **模块信息**： - `MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL")` 定义模块使用的许可协议。 - `MODULE_AUTHOR()`、`MODULE_DESCRIPTION()` 和 `MODULE_VERSION()` 分别用于设置模块的作者、描述和版本信息。 - `MODULE_ALIAS()` 用于为设备创建别名，方便用户空间通过别名访问。 4. **模块的生命周期**： - `static int __init initialization_function(void)` 是模块的初始化函数，其中包含设备驱动的初始化代码。 - `module_init(initialization_function)` 注册初始化函数，当模块被加载时执行。 - `static void __exit cleanup_function(void)` 是清理函数，当模块被卸载时运行。 - `module_exit(cleanup_function)` 注册清理函数。 5. **模块参数**： - `module_param(name, type, perm);` 和 `module_param_array(name, type, num, perm);` 用于定义模块参数，允许用户空间通过sysfs接口设置或查询。 6. **设备管理**： - `dev_t` 类型用于存储设备编号，由12位的主设备号和20位的次设备号组成。 - `MAJOR(dev)` 和 `MINOR(dev)` 宏分别用于提取主设备号和次设备号。 7. **系统调用和数据结构**： - `insmod`、`modprobe` 和 `rmmod` 命令用于加载、搜索并加载（如果需要的话）以及卸载内核模块。 - `lsmod` 命令列出已加载的模块。 - `current` 是指向当前进程的指针，类型为`struct task_struct`，包含进程的详细信息，如`current->pid`表示当前进程ID，`current->comm`是进程的命令名称。 这些是Linux字符设备驱动开发的基本元素，学习和理解这些概念对于编写和维护驱动程序至关重要。在实际操作中，还需要考虑中断处理、I/O操作、同步机制等更多细节。