字符设备驱动程序框架设置(linux字符设备驱动程序实例)

介绍

字符设备驱动程序是使用字符方式与用户空间进行交互的内核模块。其作用是提供对设备访问的接口，允许用户空间的应用程序与设备之间进行数据传输。本文将为您介绍字符设备驱动程序的框架设置。

字符设备驱动程序框架设置

字符设备驱动程序的框架包含了如下主要结构体和函数：

1. file_operations结构体：定义了文件操作的接口，其中包括了open、release、read和write函数
2. cdev结构体：表示内核中的字符设备，包含了设备的主设备号和次设备号
3. register_chrdev_region()函数：用于向系统请求分配一个主设备号
4. cdev_add()函数：用于向内核中添加一个字符设备
5. unregister_chrdev_region()函数：用于释放系统中的主设备号
6. cdev_del()函数：用于从内核中删除一个字符设备

在编写字符设备驱动程序时，需要按照上述框架进行设置。具体的实现过程如下：

1. 定义一个file_operations结构体，并分别实现open、release、read和write函数
2. 使用register_chrdev_region()函数向系统请求分配一个主设备号，并保存在一个设备号结构体中
3. 使用cdev_add()函数将字符设备添加到内核中，同时将设备号结构体和file_operations结构体与该设备相关联
4. 在驱动程序的模块卸载函数中使用cdev_de()函数删除字符设备，并释放系统中的主设备号

示例代码

下面是一个简单的字符设备驱动程序的代码示例：

#include 
#include 
#include 
#include 
 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
 
static dev_t devno;
static struct cdev cdev;
 
static int example_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("example: open\n");
    return 0;
}
 
static int example_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("example: release\n");
    return 0;
}
 
static ssize_t example_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
    printk("example: read\n");
    return 0;
}
 
static ssize_t example_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
    printk("example: write\n");
    return count;
}
 
static struct file_operations example_fops = 
{
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = example_open,
    .release = example_release,
    .read = example_read,
    .write = example_write,
};
 
static int exmaple_init(void)
{
    int ret = 0;
 
    /* 分配主设备号 */
    ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "example");
    if (ret) 
    {
        printk("Failed to alloc chrdev %d\n", ret);
        return ret;
    }
 
    /* 添加字符设备 */
    cdev_init(&cdev, &example_fops);
    ret = cdev_add(&cdev, devno, 1);
    if (ret) 
    {
        printk("Failed to add cdev %d\n", ret);
        unregister_chrdev_region(devno, 1);
        return ret;
    }
 
    printk("example: init\n");
    return 0;
}
 
static void example_exit(void)
{
    /* 删除字符设备 */
    cdev_del(&cdev);
 
    /* 释放设备号 */
    unregister_chrdev_region(devno, 1);
 
    printk("example: exit\n");
}
 
/* 指定初始化函数和卸载函数 */
module_init(example_init);
module_exit(example_exit);

上述示例程序实现了一个简单的字符设备驱动程序，其中实现了open、release、read和write函数，并设置了设备的主设备号和次设备号。在初始化函数中，使用alloc_chrdev_region()函数分配主设备号，并使用cdev_add()函数将字符设备添加到内核中。而在卸载函数中，则使用cdev_del()函数删除字符设备，并使用unregister_chrdev_region()函数释放系统中的主设备号。