Linux字元裝置驅動程式的一個簡單樣本

一.開發環境：

主  機：VMWare--Fedora 9

開發板：友善之臂mini2440--256MB Nandflash 

編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2

 

二.驅動源碼：

該源碼很淺顯易懂，非常適合初學者。

memdev.h

#ifndef _MEMDEV_H_#define _MEMDEV_H_#ifndef MEMDEV_MAJOR#define MEMDEV_MAJOR 254   /*預設的mem的主裝置號*/#endif#ifndef MEMDEV_NR_DEVS#define MEMDEV_NR_DEVS 2    /*裝置數*/#endif#ifndef MEMDEV_SIZE#define MEMDEV_SIZE 4096#endif/*mem裝置描述結構體*/struct mem_dev                                     {                                                          char *data;                        unsigned long size;       };#endif /* _MEMDEV_H_ */

memdev.c

#include <linux/module.h>#include <linux/types.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/mm.h>#include <linux/sched.h>#include <linux/init.h>#include <linux/cdev.h>#include <asm/io.h>#include <asm/system.h>#include <asm/uaccess.h>#include "memdev.h"static mem_major = MEMDEV_MAJOR;module_param(mem_major, int, S_IRUGO);struct mem_dev *mem_devp; /*裝置結構體指標*/struct cdev cdev; /*檔案開啟函數*/int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp){    struct mem_dev *dev;        /*擷取次裝置號*/    int num = MINOR(inode->i_rdev);    if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)             return -ENODEV;    dev = &mem_devp[num];        /*將裝置描述結構指標賦值給檔案私人資料指標*/     filp->private_data = dev; //方便以後對該指標的使用        return 0; }/*檔案釋放函數*/int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp){  return 0;}/*讀函數*/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;  struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*獲得裝置結構體指標*/  /*判斷讀位置是否有效*/  if (p >= MEMDEV_SIZE) //超出讀取範圍，返回0表示讀取不到資料    return 0;  if (count > MEMDEV_SIZE - p)    count = MEMDEV_SIZE - p;  /*讀資料到使用者空間*/  if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))  {    ret =  - EFAULT;  }  else  {    *ppos += count;    ret = count;        printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);  }  return ret;}/*寫函數*/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;  struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*獲得裝置結構體指標*/    /*分析和擷取有效寫長度*/  if (p >= MEMDEV_SIZE)    return 0;  if (count > MEMDEV_SIZE - p)    count = MEMDEV_SIZE - p;      /*從使用者空間寫入資料*/  if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count))    ret =  - EFAULT;  else  {    *ppos += count;    ret = count;        printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);  }  return ret;}/* seek檔案定位函數 */static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence){     loff_t newpos;    switch(whence) {      case 0: /* SEEK_SET */        newpos = offset;        break;      case 1: /* SEEK_CUR */        newpos = filp->f_pos + offset;        break;      case 2: /* SEEK_END */        newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;        break;      default: /* can't happen */        return -EINVAL;    }    if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))    return -EINVAL;        filp->f_pos = newpos;    return newpos;}/*檔案操作結構體*/static const struct file_operations mem_fops ={  .owner = THIS_MODULE,  .llseek = mem_llseek,  .read = mem_read,  .write = mem_write,  .open = mem_open,  .release = mem_release,};/*裝置驅動模組載入函數*/static int memdev_init(void){  int result;  int i;  dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);  /* 靜態申請裝置號*/  if (mem_major)    result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");  else  /* 動態分配裝置號 */  {    result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");    mem_major = MAJOR(devno);  }      if (result < 0)    return result;  /*初始化cdev結構*/  cdev_init(&cdev, &mem_fops);//使cdev與mem_fops聯絡起來  cdev.owner = THIS_MODULE;//owner成員表示誰擁有這個驅動程式，使“核心引用模組計數”加1；THIS_MODULE表示現在這個模組被核心使用，這是核心定義的一個宏  cdev.ops = &mem_fops;    /* 註冊字元裝置 */  cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);     /* 為裝置描述結構分配記憶體*/  mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);//目前為止我們始終用GFP_KERNEL  if (!mem_devp)    /*申請失敗*/  {    result =  - ENOMEM;    goto fail_malloc;  }  memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));    /*為裝置分配記憶體*/  for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)   {        mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;        mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);//分配出來的地址存在此        memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);  }      return 0;  fail_malloc:   unregister_chrdev_region(devno, 1);    return result;}/*模組卸載函數*/static void memdev_exit(void){  cdev_del(&cdev);   /*登出裝置*/  kfree(mem_devp);     /*釋放裝置結構體記憶體*/  unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*釋放裝置號*/}MODULE_LICENSE("GPL");module_init(memdev_init);module_exit(memdev_exit);

三.編譯源碼

　　1.把這兩個驅動源檔案複製進核心linux-2.6.32.2/drivers/char目錄下

　　2.修改該目錄下的Kconfig檔案添加

config MEMDEV_DRIVER        tristate "memdev driver"

　　3.修改該目錄下的Makefile檔案,依葫蘆畫瓢，添加

　　　　obj-$(CONFIG_HELLO_DRIVER)   +=  memdev.o

　　　　至此，檔案以添加進核心。

　　4.到Linux-2.6.32.2原始碼根目錄下執行

　　　　make menuconfig

　　　　在字元裝置中找到功能表項目“memdev driver“，就是我們剛才添加的驅動模組，選為M

　　5.在Linux-2.6.32.2原始碼根目錄下執行

　　　　make modules

　　　　就能產生核心模組檔案memdev.ko

　　至此，我們已經完成驅動模組的編譯。

四.把驅動下載到開發版並安裝

　　1.把memdev.ko 下載到開發板，並移到/lib/modules/2.6.29.4-FriendlyARM目錄下，然後在開發板中執行　

　　#modprobe memdev

　　(注意用modprobe命令不需要.ko尾碼，rmmod也是如此，這個經常會忘記)

　　當然你也可以用insmod命令：insmod memdev.ko

　　2.建立裝置檔案節的

　　　　#mknod  /dev/memdev0  c  254  0

五.測試

測試代碼如下：

app_mem.c

#include <stdio.h>int main(){FILE *fp0 = NULL;char Buf[4096];/*初始化Buf*/strcpy(Buf,"Mem is char dev!");printf("BUF: %s\n",Buf);/*開啟裝置檔案*/fp0 = fopen("/dev/memdev0","r+");if (fp0 == NULL){printf("Open Memdev0 Error!\n");return -1;}/*寫入裝置*/fwrite(Buf, sizeof(Buf), 1, fp0);/*重新置放檔案位置（思考沒有該指令，會有何後果)*/fseek(fp0,0,SEEK_SET);/*清除Buf*/strcpy(Buf,"Buf is NULL!");printf("BUF: %s\n",Buf);/*讀出裝置*/fread(Buf, sizeof(Buf), 1, fp0);/*檢測結果*/printf("BUF: %s\n",Buf);return 0;}

把程式交叉編譯後傳到板子上執行

程式輸出結果如下：

　　

結果和預想的一樣。

 

 

六.總結

　　我原本並沒打算把他下載到開發板上運行，以為在虛擬機器上就可以運行了，但是insmod的時候老是出現一個錯誤

insmod error inserting 'memdev.ko': -1 Invalid module format

　　後來在網上查了一些資料，這個錯誤可能是因為核心代碼樹與核心不一樣，我用uname -a 查看了一下，發現我的核心版本是2.6.25-14。另外我用file命令查看了一下產生的memdev.ko 檔案，發現是編譯成了ARM平台上的檔案。我的開發板的核心是和核心代碼樹一樣的，於是還是下載到了板子上實驗，在板子上沒有出現剛才的錯誤。