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Linux设备驱动程序学习 - Linux设备驱动程序 - Tekkaman Ninja

http://blog.chinaunix.net/u1/34474/showart_404278.html[2009-8-27 7:54:04]

Linux设备驱动程序学习

前言：

接触ARM－Linux已经有9个多月了，经历了毕业设计和公司的练习设计，对ARM－Linux有了一定的了解，也让我爱上

了ARM－Linux，决心以后从事Linux的工作。

8月份开始，我算是从头认认真真，一步一个脚印地学习ARM－Linux。先后对博创UP－NETARM2410－S和友善之

臂SBC2440V4进行了系统移植，包括U－Boot1.2.0、Linux2.6.22.2，并针对3个网卡芯片进行了U－Boot和Linux的驱动移植，制作

了一个cramfs和nfs文件系统。可以说已经很好地构建了一个以网络为基础的ARM－Linux开发平台。这些工作不仅是以后开发必须的，

我也在这些过程中进一步地加深了对ARM－Linux系统的认识。由于工作的需要，两个平台上的其他外设的驱动移植已经基本停滞了，现

在开始完全投入到Linux设备驱动程序的学习中。

我早在7月底开始就在看《Linux设备驱动程序（第3版）》但是发现效果不明显。究其原因：缺乏实践。学编程就和学游泳是一样的，

只是纸上谈兵是学不会的。没有在实践中学习，很快就忘了所学的知识，到头来只学了个大概。从今天开始我将跟随《Linux设备驱动程

序（第3版）》的路线，边学习边编程，同时写这份记录，来巩固学习的效果。

首先，因为我是在学习ARM－Linux，所以我所做的编译都是交叉编译，然后在ARM9开发板上运行。至于内核版本，我使用的是从

http://www.kernel.org/ 上下载的主线标准内核Linux2.6.22.2。引用《Linux设备驱动程序（第3版）》的原话：“如果想要学习驱动

程序的编写，则标准内核是最好的。”

·Linux

设备驱动程序学习（1）-字符设备驱动程序

·Linux设备驱动程序学习（0）－Hello, world！模块

·Linux设备驱动程序学习（2）-调试技术

·Linux设备驱动程序学习（3）-并发和竞态

·Linux设备驱动程序学习（4）-高级字符驱动程序操作［（1）ioctl and llseek］

·Linux设备驱动程序学习（5）-高级字符驱动程序操作［（2）阻塞型I/O和休眠］

·Linux设备驱动程序学习（6）-高级字符驱动程序操作［（3）设备文件的访问控制］

·Linux设备驱动程序学习（7）-内核的数据类型

·Linux设备驱动程序学习（9）-与硬件通信

·Linux设备驱动程序学习（8）-分配内存

·Linux设备驱动程序学习（10）-时间、延迟及延缓操作

·Linux设备驱动程序学习（11）-中断处理

·Linux设备驱动程序学习（3-补）-Linux中的循环缓冲区

·Linux设备驱动程序学习（12）-Linux设备模型（底层原理简介）

·Linux设备驱动程序学习（13）-Linux设备模型（总线、设备、驱动程序和类）

·Linux设备驱动程序学习（14）-Linux设备模型（各环节的整合）

·Linux设备驱动程序学习（15）-Linux设备模型（热插拔、mdev 与 firmware）

·Linux设备驱动程序学习（16）－USB 驱动程序（一）

·Linux设备驱动程序学习（17）－USB 驱动程序（二）

·Linux设备驱动程序学习（18）－USB 驱动程序（三）

·Linux设备驱动程序学习（19）－USB 驱动程序（四）

本页已使用福昕阅读器进行编辑。

仅供试用。

Linux设备驱动程序学习（1）-字符设备驱动程序 - Linux设备驱动程序 - Tekkaman Ninja

http://blog.chinaunix.net/u1/34474/showart.php?id=404280[2009-8-27 7:54:52]

Linux设备驱动程序学习（1）

-字符设备驱动程序

今天进入《Linux设备驱动程序（第3版）》第三章字符设备驱动程序的学习。

这一章主要通过介绍字符设备scull（Simple Character Utility for Loading Localities，区域装载的简单字符工具）的驱动程序编写，

来学习Linux设备驱动的基本知识。scull可以为真正的设备驱动程序提供样板。

一、主设备号和此设备号

主设备号表示设备对应的驱动程序；次设备号由内核使用，用于正确确定设备文件所指的设备。

内核用dev_t类型（<linux/types.h>）来保存设备编号，dev_t是一个32位的数，12位表示主设备号，20为表示次设备号。

在实际使用中，是通过<linux/kdev_t.h>中定义的宏来转换格式。

(dev_t)-->主设备号、次设备号

MAJOR(dev_t dev)

MINOR(dev_t dev)

主设备号、次设备号-->(dev_t) MKDEV(int major,int minor)

建立一个字符设备之前，驱动程序首先要做的事情就是获得设备编号。其这主要函数在<linux/fs.h>中声明：

int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count,

char *name); //指定设备编号

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,

unsigned int count, char *name); //动态生成设备编号

void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count); //释放设备编号

分配之设备号的最佳方式是：默认采用动态分配，同时保留在加载甚至是编译时指定主设备

号的余地。

以下是在scull.c中用来获取主设备好的代码：

if (scull_major) {

dev = MKDEV(scull_major, scull_minor);

result = register_chrdev_region(dev, scull_nr_devs, "scull");

} else {

result = alloc_chrdev_region(&dev, scull_minor, scull_nr_devs,"scull");

scull_major = MAJOR(dev);

}

if (result < 0) {

printk(KERN_WARNING "scull: can't get major %d\n", scull_major);

return result;

}

在这部分中，比较重要的是在用函数获取设备编号后，其中的参数name是和该编号范围关联的设备名

称，它将出现在/proc/devices和sysfs中。

看到这里，就可以理解为什么mdev和udev可以动态、自动地生成当前系统需要的设备文件。udev就

是通过读取sysfs下的信息来识别硬件设备的.

(请看《

理解和认识udev》

URL：http://blog.chinaunix.net/u/6541/showart_396425.html)

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仅供试用。

Linux设备驱动程序学习（1）-字符设备驱动程序 - Linux设备驱动程序 - Tekkaman Ninja

http://blog.chinaunix.net/u1/34474/showart.php?id=404280[2009-8-27 7:54:52]

kfree(dptr->data);/* 释放当前的scull_set的量子集的空间*/

dptr->data = NULL;/* 释放一个scull_set中的void **data指针*/

}

next = dptr->next; /* 准备下个scull_set的指针*/

kfree(dptr);/* 释放当前的scull_set*/

}

dev->size = 0; /* 当前的scull_device所存的数据为0字节*/

dev->quantum = scull_quantum;/* 初始化一个量子的大小*/

dev->qset = scull_qset;/* 初始化一个量子集中量子的个数*/

dev->data = NULL;/* 释放当前的scull_device的struct scull_qset *data指针*/

return 0;

}

以下是scull模块中的一个沿链表前行得到正确scull_set指针的函数，将在read和write方法中被调用：

/*Follow the list*/

struct scull_qset *scull_follow(struct scull_dev *dev, int n)

{

struct scull_qset *qs = dev->data;

/* Allocate first qset explicitly if need be */

if (! qs) {

qs = dev->data = kmalloc(sizeof(struct scull_qset), GFP_KERNEL);

if (qs == NULL)

return NULL; /* Never mind */

memset(qs, 0, sizeof(struct scull_qset));

}

/* Then follow the list */

while (n--) {

if (!qs->next) {

qs->next = kmalloc(sizeof(struct scull_qset), GFP_KERNEL);

if (qs->next == NULL)

return NULL; /* Never mind */

memset(qs->next, 0, sizeof(struct scull_qset));

}

qs = qs->next;

continue;

}

return qs;

}

其实这个函数的实质是：如果已经存在这个scull_set，就返回这个scull_set的指针。如果不存在这

个scull_set，一边沿链表为scull_set分配空间一边沿链表前行，直到所需要的scull_set被分配到空间

并初始化为止，就返回这个scull_set的指针。

五、open和release

open方法提供给驱动程序以初始化的能力，为以后的操作作准备。应完成的工作如下：

(1)检查设备特定的错误（如设备未就绪或硬件问题）；

(2)如果设备是首次打开，则对其进行初始化；

(3)如有必要，更新f_op指针；

(4)分配并填写置于filp->private_data里的数据结构。

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