深入浅出Linux设备驱动编程－－字符设备驱动程序
作者 佚名技术
来源 Linux系统
浏览
发布时间 2012-07-04
宋宝华 [email]21cnbao@21cn.com[/email] yesky
3.字符设备驱动程序
Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的集合,通过这些函数 Windows的设备操作犹如文件一般.在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作,如open ()、close ()、read ()、write () 等.
Linux主要将设备分为二类：字符设备和块设备.字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行；而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行.字符设备的驱动相对比较简单.
下面我们来假设一个非常简单的虚拟字符设备：这个设备中只有一个4个字节的全局变量int global_var,而这个设备的名字叫做“gobalvar”.对“gobalvar”设备的读写等操作即是对其中全局变量global_var的操作.
驱动程序是内核的一部分,因此我们需要给其添加模块初始化函数,该函数用来完成对所控设备的初始化工作,并调用register_chrdev() 函数注册字符设备：
static int __init gobalvar_init(void)
{
if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ", &gobalvar_fops))
{
//…注册失败
}
else
{
//…注册成功
}
}
其中,register_chrdev函数中的参数MAJOR_NUM为主设备号,“gobalvar”为设备名,gobalvar_fops为包含基本函数入口点的结构体,类型为file_operations.当gobalvar模块被加载时,gobalvar_init被执行,它将调用内核函数register_chrdev,把驱动程序的基本入口点指针存放在内核的字符设备地址表中,在用户进程对该设备执行系统调用时提供入口地址.
与模块初始化函数对应的就是模块卸载函数,需要调用register_chrdev()的“反函数” unregister_chrdev()：
static void __exit gobalvar_exit(void)
{
if (unregister_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar "))
{
//…卸载失败
}
else
{
//…卸载成功
}
}
随着内核不断增加新的功能,file_operations结构体已逐渐变得越来越大,但是大多数的驱动程序只是利用了其中的一部分.对于字符设备来说,要提供的主要入口有：open ()、release ()、read ()、write ()、ioctl ()、llseek()、poll()等.
open()函数 对设备特殊文件进行open()系统调用时,将调用驱动程序的open () 函数：
int (*open)(struct inode * ,struct file *);
其中参数inode为设备特殊文件的inode (索引结点) 结构的指针,参数file是指向这一设备的文件结构的指针.open()的主要任务是确定硬件处在就绪状态、验证次设备号的合法性(次设备号可以用MINOR(inode-> i - rdev) 取得)、控制使用设备的进程数、根据执行情况返回状态码(0表示成功,负数表示存在错误) 等；
release()函数 当 一个打开设备的用户进程执行close ()系统调用时,内核将调用驱动程序的release () 函数：
void (*release) (struct inode * ,struct file *) ;
release 函数的主要任务是清理未结束的输入/输出操作、释放资源、用户自定义排他标志的复位等.read()函数 当对设备特殊文件进行read() 系统调用时,将调用驱动程序read() 函数：
ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *);
用来从设备中读取数据.当该函数指针被赋为NULL 值时,将导致read 系统调用出错并返回-EINVAL（“Invalid argument,非法参数”）.函数返回非负值表示成功读取的字节数（返回值为“signed size”数据类型,通常就是目标平台上的固有整数类型）.
globalvar_read函数中内核空间与用户空间的内存交互需要借助第2节所介绍的函数：
static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t *off)
{
…
copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int));
|
凌众科技专业提供服务器租用、服务器托管、企业邮局、虚拟主机等服务，公司网站：http://www.lingzhong.cn 为了给广大客户了解更多的技术信息，本技术文章收集来源于网络,凌众科技尊重文章作者的版权，如果有涉及你的版权有必要删除你的文章，请和我们联系。以上信息与文章正文是不可分割的一部分,如果您要转载本文章,请保留以上信息，谢谢! |
你可能对下面的文章感兴趣
关于深入浅出Linux设备驱动编程－－字符设备驱动程序的所有评论
