嵌入式Linux linux字元裝置驅動開發

三、字元裝置的註冊於登出

四、裝置號

五、file_operations的具體實現

六、驅動**工程

七、linux基本應用程式開發

字元裝置驅動的編寫主要就是驅動對應的open、close、read…其實就是file_operations結構體的成員變數的實現。

應用程式執行在使用者空間，而 linux 驅動屬於核心的一部分，因此驅動執行於核心空間。當我們在使用者空間想要實現對核心的操作，比如使用 open 函式開啟/dev/led 這個驅動，因為使用者空間不能直接對核心進行操作，因此必須使用乙個叫做「系統呼叫」的方法來實現從使用者空間「陷入」到核心空間，這樣才能實現對底層驅動的操作。open、close、write 和 read 等這些函式是由 c 庫提供的，在 linux 系統中，系統呼叫作為 c 庫的一部分。當我們呼叫 open 函式的時候流程如下圖：

程式設計師重點關注的是應用程式和具體的驅動，應用程式使用到的函式在具體驅動程式中都有與之對應的函式，比如應用程式中呼叫了 open 這個函式，那麼在驅動程式中也得有乙個名為 open 的函式。每乙個系統呼叫，在驅動中都有與之對應的乙個驅動函式，在 linux 核心檔案include/linux/fs.h中有個叫做 file_operations 的結構體，此結構體就是 linux 核心驅動操作函式集合，內容如下：

struct file_operations 
;

簡單介紹一下 file_operation 結構體中比較重要的、常用的函式：

模組有載入和解除安裝兩種操作，我們在編寫驅動的時候需要註冊這兩種操作函式：

linux核心使用dev_t

typedef
unsigned
int __u32;
typedef __u32 __kernel_dev_t;
typedef __kernel_dev_t dev_t;

裝置號分為兩個部分：高12位是主裝置號（0~4056），低20位是次裝置號（1048576）。裝置號的核心巨集操作在：/include/linux/kdev_t.h

#define minorbits 20
#define minormask ((1u << minorbits) - 1)
#define major(dev) ((unsigned int) ((dev) >> minorbits))
#define minor(dev) ((unsigned int) ((dev) & minormask))
#define mkdev(ma,mi) (((ma) << minorbits) | (mi))

linux下使用命令：cat /proc/devices檢視系統內所有裝置：第一列是主裝置號，第二列是裝置名

檢視空餘的主裝置號:

chrdevbase.c

#include
#include
#include
#include
#define chrdevbase_major 200 
// 主裝置號
#define chrdevbase_name "chrdevbase" 
// 名字
static
intchrdevbase_open
(struct inode *inode,
struct file *filp)
static
intchrdevbase_release
(struct inode *inode,
struct file *filp)
static ssize_t chrdevbase_read
(struct file *filp, __user char
*buf, 
size_t count, loff_t *ppos)
static ssize_t chrdevbase_write
(struct file *filp, __user char
*buf, 
size_t count, loff_t *ppos)
// 字元裝置 操作集合
static
struct file_operations chrdevbase_fops =
;static
int __init chrdevbase_init
(void
)return0;
}static
void __exit chrdevbase_exit
(void
)/**
* 模組入口與出口
**/module_init
(chrdevbase_init)
;// 入口
module_exit
(chrdevbase_exit)
;// 出口
module_license
("gpl");
module_author
("liefyuan"
);

makefile

kerneldir := /home/liefyuan/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
current_path :=
$(shell pwd
)obj-m := chrdevbase.o
build : kernel_modules
kernel_modules: 
$(make)
-c $(kerneldir)
m=$(current_path)
modules
clean: 
$(make)
-c $(kerneldir)
m=$(current_path)
clean

.vscode 資料夾–vscode頭檔案目錄配置資料夾

setting.json

,
"files.exclude"
:}

c_cpp_properties.json

/**", "/home/liefyuan/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek/include", "/home/liefyuan/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek/arch/arm/include", "/home/liefyuan/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek/arch/arm/include/generated/" ], "defines":[ ], "compilerpath" :"/usr/bin/clang", "cstandard" :"c11", "cppstandard" :"c++17", "intellisensemode" :"clang-x64"}], "version" : 4}

以上的是乙個驅動工程，它最終會被編譯成乙個.ko檔案，放到乙個固定的資料夾裡面。使用的時候需要編寫乙個應用程式–這就是傳說中的linux應用開發。

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初識嵌入式嵌入式開發概述

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