字元裝置驅動

2021-10-13 02:59:58 字數 2995 閱讀 5645

字元裝置驅動是linux驅動中最基本的一類裝置驅動，也是我們學習重點。

我們從下面這一張圖來詳解字元裝置驅動

在linux核心中，使用cdev結構體來描述乙個字元裝置驅動，關於cdev的結構體的定義和操作在include\linux\cdev.h標頭檔案中

#ifndef _linux_cdev_h


#define _linux_cdev_h


#include


#include


#include


struct file_operations;


struct inode;


struct module;


struct cdev 


;void


cdev_init


(struct cdev *


,const


struct file_operations *);


struct cdev *


cdev_alloc


(void);


void


cdev_put


(struct cdev *p)


;int


cdev_add


(struct cdev *


, dev_t,


unsigned);


void


cdev_del


(struct cdev *);


void


cd_forget


(struct inode *);


#endif


struct cdev 


;
在字元裝置中最重要的就是const struct file_operations *opsdev_t dev2個成員。

dev_t型別定義在include/linux/types.h標頭檔案中。

typedef __u32 __kernel_dev_t;


typedef __kernel_dev_t		dev_t;
linux裝置號位32位，其高12位為主裝置號，第20為次裝置號。include\linux\kdev_t.h標頭檔案中定義了裝置號相關巨集和函式。

#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))
靜態分配裝置號(自己確定裝置的裝置號)

核心如何管理裝置驅動：核心中有乙個255個元素的陣列來儲存字元裝置驅動。

有一些常用的裝置號已經給linux核心開發使用了，具體如miscdev input。分配的內容可以檢視文件 documentation/devices.txt。

檢視當前系統中所使用的裝置號：

cat /proc/devices
動態分配裝置號（由系統分配）

靜態分配裝置號需要我們檢查當前系統中所有被使用了的裝置號，然後挑選乙個沒有使用的。而且靜態分配裝置號很容易帶來衝突問題， linux 社群推薦使用動態分配裝置號，在註冊字元裝置之前先申請乙個裝置號，系統會自動給你乙個沒有被使用的裝置號，這樣就避免了衝突。解除安裝驅動的時候釋放掉這個裝置號即可。

裝置號的申請函式：

int


alloc_chrdev_region


(dev_t *dev,


unsigned baseminor,


unsigned count,


const


char


*name)
裝置號的註冊函式：

int


register_chrdev_region


(dev_t from,


unsigned count,


const


char


*name)
裝置號的釋放函式：

void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)

void


cdev_init


(struct cdev *


,const


struct file_operations *);


struct cdev *


cdev_alloc


(void);


void


cdev_put


(struct cdev *p)


;int


cdev_add


(struct cdev *


, dev_t,


unsigned);


void


cdev_del


(struct cdev *);


void


cd_forget


(struct inode *


);
cdev_add()函式和cdev_del()函式分別向系統新增和刪除乙個cdev，完成字元裝置的註冊和登出。對cdev_add()的呼叫通常發生在字元裝置驅動的模組載入函式中，而對cdev_del()函式通常發生在字元裝置驅動模組解除安裝函式中。

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