Linux字符型驱动程序框架
linux下静态动态加载驱动程序的方法
linux下静态/动态加载驱动程序的方法linuxfrom:/bbs/viewthread.p hp?tid=91244linux下静态/动态加载驱动程序的方法说明：这是我最近给单位写的一篇文档，没有什么复杂的东东，对刚接触linuxdriver的朋友或许有点帮助。
文档本来是针对我们自己的产品的，有些地方（路径、mknod、动态分配主设备号等）本来应该改改，因为懒惰也没去改。
在LINUX下加载驱动程序可以采用动态和静态两种方式。
静态加载就是把驱动程序直接编译到内核里，系统启动后可以直接调用。
静态加载的缺点是调试起来比较麻烦，每次修改一个地方都要重新编译下载内核，效率较低。
动态加载利用了LINUX的modul e特性，可以在系统启动后用insmod命令把驱动程序（.o文件）添加上去，在不需要的时候用rmmod 命令来卸载。
在台式机上一般采用动态加载的方式。
在嵌入式产品里可以先用动态加载的方式来调试，调试完毕后再编译到内核里。
下面以我们的nHD板卡为例讲述一下加载驱动程序的方法。
假设我们需要添加一个名为mydrv的字符型设备驱动，主设备号为254，次设备号为0（只有一个从设备）。
静态加载的步骤如下：1、编写自己的驱动程序源文件mydrv.c，并放在firmware\uClinux-Samsung-2500\linux-2.4.x\drivers\char下面。
一个典型的字符型驱动的最后一般包括如下内容：static int mydrv_init(void){int ret;ret=register_chrdev(mydrv_major,"mydrv",&my_fops);if(ret==0)printk("register_chrdev succeed!\n");else printk("register_chrdev fail!\n");return0;}static__exit void mydrv_cleanup(void){unregister_chrdev(mydrv_major,"mydrv");printk("register_chrdev succeed!\n");return;}module_init(mydrv_init);module_exit(mydrv_cleanup);函数mydrv_init的任务是注册设备，mydrv_cleanup的任务是取消注册。
linux字符设备驱动
字符设备驱动1.主设备号和从设备号Linux使用设备号来标识字符设备。
设备号分为主设备号和从设备号。
·主设备号标识设备对应的驱动程序。
每个在内核中活动的字符设备驱动程序都有唯一的主设备号。
·从设备号只由设备驱动程序使用。
字符设备驱动程序使用从设备号区分管理的不同物理设备。
向系统增加一个驱动程序意味着要赋予它一个主设备号。
2.具体到LINUX系统里，设备驱动程序所提供的这组入口点由一个结构来向系统进行说明，此结构定义为：#include <linux/fs.h>struct file_operations {int (*lseek)(struct inode *inode,struct file *filp,off_t off,int pos);int (*read)(struct inode *inode,struct file *filp,char *buf, int count);int (*write)(struct inode *inode,struct file *filp,char *buf,int count);int (*readdir)(struct inode *inode,struct file *filp,struct dirent *dirent,int count);int (*select)(struct inode *inode,struct file *filp,int sel_type,select_table *wait);int (*ioctl) (struct inode *inode,struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned int arg);int (*mmap) (void);int (*open) (struct inode *inode, struct file *filp);void (*release) (struct inode *inode, struct file *filp);int (*fsync) (struct inode *inode, struct file *filp);};3.驱动程序的初始化函数：Int Init_module (){Return register_chrdev(,,,)}驱动清除函数：V oid cleanup_module(){Unregister_chrdev(,);}用户输入命令insmod模块文件名称加载内核模块时，系统会检测此模块能否被加载，如果能被加载，内核件调用模块的初始化函数。
嵌入式Linux系统中字符设备驱动程序的开发
［ ｓｒ ｃ！Ｃ ｍｂｎｄ ｗ ｔ ｔｅｄ ｖｌｐ ｎ ｆＡ ｄ ｖｒｏ ３ ４１Ｆ ｂ ａｄ ｈｓｐｐ ｒｍａｎｙ ｄａｓｗｉ ｅｂ ｉ ｉｇｏ ｒｓ ｃ ｍｐｌ Ａｂｔａ ｔ ｏ ｉｅ ｉ ｈ ｅｅｏ ｍｅ ｔｏ Ｄ ｒ ｅ ｆ￥ Ｃ２ ０ ｏｒ，ｔｉ ａｅ ｉｌ ｅｌ ｔ ｔ ｕｌ ｎ ｆｃｏｓ ｏ ｉ ｈ ｉ ｈｈ ｄ ｅ
实现、调试和 发布 方法进行 了详细的论述 。
关羹词 ：嵌入式 系统 ；数据采 集 ；ＡＤ转换 ；驱动程序 ／
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔ ｆ ｖ ｌｐ ｎ ａ ｖ ｃ ｉ ｅ ｓｏ ｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍ ｏ Ｃｈ ｒＤｅ ｉｅＤｒ ｖ ｒ ｆ Ｅｍ ｅ ｄ ｄ Ｓ ｓｅ Ｕｎ ｅ ｎ ｘ Ｓ ｓｅ ｄ ｒＬｉ ｕ ｙ ｔ ｍ
中圈分类号： Ｐ９． Ｔ３１ ９
嵌入 式 Ｌｎ ｘ系统 中字符设备 驱动程 序 的开发 ｉｕ
李胜朝 ，黄先祥 ，谢 建
（ 第二炮兵工程学院二 系 ，西 安 ７ ０ ２ ） １０ ５
接
要： 结合嵌入式开 发板 ￥ Ｃ ４０ ３ ２ １Ｆ的模数转换驱动程序 的开发 ，该文对 Ｌｎｘ ｉ 环境下交叉编译环境的建立 ， ｕ 字符设备驱动程序 的组成、
其它 文件一样对 此设备 文件进行 操作。Ｌｎ ｘ系统驱动主要 ｉｕ
由字符设备、块设备和 网络设备的驱动程序组成 ，其 中字符 设备如 Ｉ ／ Ｏ、Ａ ／ Ａ设备和 ＵＳ ＤＤ Ｂ设备 等应用最为广泛，下面 结合 ２ １Ｆ开发板 中 Ａ ４０ Ｄ转换设备的驱动开发，对字符设备
的驱 动 开 发 流 程 进 行 深 入 讨 论 。
（） ３通过 ｓｔｐ命 令选 配好主机 的 ＮＦ ｅ ｕ Ｓ功能 ，并建立一 ＮＦ 根 目录／ｆｒｏ， ｅｃ ｘ ｏｔ文件中添］１ ｆｒｏ （ｗｎ Ｓ ｎｓ ｔ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ 在／ ／ ｓ Ｊ／ ｓ ｔ ｒ ，ｏ ［ｎ ｏ
lab5
实验五 字符设备驱动实验
【实验目的】
通过本实验的学习，了解 Linux 操作系统中的字符设备驱动程序结构，并能编写简单的 字符设备的驱动程序以及对所编写的设备驱动程序进行测试，最终了解 Linux 操作系统如何 管理字符设备。
【准备知识】
字符设备驱动程序主要包括初始化字符设备、字符设备的 I/O 调用和中断服务程序。 在字符设备驱动程序的 file_operations 结构中，需要定义字符设备的基本入口点。
copy_to_user(global_buffer,buf，STRINGLEN);
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} MOD_DEC_USE_COUNT;
return count; } (3)修改对应的 main 函数 int main() {
int testdev; int i; char buf[10]; testdev=open("/dev/test/",O_RDWR); if(testdev==-1) {
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read(testdev,buf,10); printf("new message read from device is %s\n",buf); close(testdev); return 0; } (4)删除原有模块，重新编译新驱动程序并插入 （5）重新验证字符驱动程序
基于ARM9和嵌入式Linux的字符驱动程序开发
成设备 的注册 ． 同样模 块在调用 ｒ ｍ ｍ ｏ ｄ 命令 时被卸载 ． 此 时的人 口点 是ｅ ｘ ｉ ｔｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ０ ￣数 ， 在该 函数 中完成设备 的卸载 。
＿
模块
内核
ｉ ｎ ｓ ｏ ｔ ｏ ｄ Ｌ ＿ 一ｉ ｎ ｉ ｔ ＿ ｍ ｏ ｄ ｕ １ ｅ ０ ｒ一 — 注 册 设 备 １
ｈ ｅ ｌ ｐ ｗｒ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ．
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ 】 Ａ Ｒ Ｍ； “ ｎ ｕ ｘ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ
０ 引 言
操作系统是通过各种驱动程序来驾驭硬件设备的 ． 它为用户 屏蔽 了各种各样 的设备 ． 驱动硬件 是操作 系统 最基本 的功 能 ． 并且提供 统 的操作方式。设 备驱动程序是内核的一部分 ． 硬件驱动程 序是 操作 系统最基本 的组成部 分 ． 在Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内核源程序 中也有 ６ ０ ％以上 因此 熟悉驱动的便携式很重要的。 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 内核采用可加载的模块化设计 ， 一 般情 况下编译 的 “ｎ ｕ ｘ 内核是 支持可插入模块 的 ． 也 就是将最基本 的 核心代码编译在 内核中 ． 其他 的代码可 以编译到 内核 中 ． 或者编译 为 内核 的模块文 件 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 的一个重要 特点就是将所 有的设备都 当做 文 件进行处理 ． 这一类特殊文件就是设备文件 ． Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 系统的设备分为 三 类： 字符设备 ． 块设备 和网络设备 。
【 摘 要】 本文介 绍了嵌入 式 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ下字符驱动程序 的设计 ， 详 细介 绍了驱动程序的编写步骤 ， 对于编写复杂的驱 动程序 有一 定的帮助 。 （ 关键词 】 Ａ ＲＭ； ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 操作 系统 ； 字符驱动 【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ， ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ｗ ｉ ｌ ｌ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｌ ｙ
字符设备驱动实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着计算机技术的飞速发展，操作系统对硬件设备的支持越来越丰富。
设备驱动程序作为操作系统与硬件之间的桥梁，扮演着至关重要的角色。
本实验旨在通过学习Linux字符设备驱动的开发，加深对设备驱动程序的理解，提高实践能力。
二、实验环境与工具1. 操作系统：Linux Ubuntu 20.042. 编程语言：C3. 开发工具：gcc、make4. 驱动框架：Linux内核三、实验内容本实验主要完成以下内容：1. 字符设备驱动程序的基本框架2. 字符设备的打开、读取、写入和关闭操作3. 字符设备驱动的注册与注销4. 字符设备驱动的用户空间交互四、实验步骤1. 创建设备文件首先，我们需要在`/dev`目录下创建一个名为`mychar`的字符设备文件。
可以使用以下命令：```bashmknod /dev/mychar c 123 0```其中，`123`是主设备号，`0`是次设备号。
2. 编写字符设备驱动程序创建一个名为`mychar.c`的文件，并编写以下代码：```cinclude <linux/module.h>include <linux/fs.h>include <linux/uaccess.h>static int major = 123; // 设备号static int device_open(struct inode inode, struct file filp);static int device_release(struct inode inode, struct file filp);static ssize_t device_read(struct file filp, char __user buf, size_t count, loff_t pos);static ssize_t device_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t pos);static struct file_operations fops = {.open = device_open,.release = device_release,.read = device_read,.write = device_write,};static int __init mychar_init(void) {major = register_chrdev(0, "mychar", &fops);if (major < 0) {printk(KERN_ALERT "mychar: can't get major number\n");return major;}printk(KERN_INFO "mychar: registered correctly with major number %d\n", major);return 0;}static void __exit mychar_exit(void) {unregister_chrdev(major, "mychar");printk(KERN_INFO "mychar: Goodbye from the LKM!\n");}static int device_open(struct inode inode, struct file filp) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been opened\n");return 0;}static int device_release(struct inode inode, struct file filp) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been closed\n");return 0;}static ssize_t device_read(struct file filp, char __user buf, size_t count, loff_t pos) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been read\n");return count;}static ssize_t device_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t pos) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been written\n"); return count;}module_init(mychar_init);module_exit(mychar_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver");```保存文件，并使用以下命令编译：```bashmake```3. 加载字符设备驱动程序将编译生成的`mychar.ko`文件加载到内核中：```bashinsmod mychar.ko```4. 测试字符设备驱动程序使用以下命令查看`/dev/mychar`设备文件：```bashls -l /dev/mychar```使用`cat`命令测试读取和写入操作：```bashcat /dev/mycharecho "Hello, world!" > /dev/mychar```观察系统日志，确认驱动程序的打开、读取、写入和关闭操作。
嵌入式linux驱动开发流程
三、设备的中断和轮询处理
对于不支持中断的设备，读写时需要轮询设备状态，以及是否需要继续进行数据传输。例如，打印机。如果设备支持中断，则可按照中断方式进行。
struct file_operations Key7279_fops =
{
.open = Key7279_Open,
.ioctl = Key7279_Ioctl,
.release = Key7279_Close,
.read = Key7279_Read,
};
1、 设备的打开和释放
模块在使用中断前要先请求一个中断通道(或者 IRQ中断请求)，并在使用后释放它。通过request_irq()函数来注册中断，free_irq()函数来释放。
四、驱动程序的测试
对驱动程序的调试可以通过打印的方式来进行，就是通过在驱动程序中添加printk()打印函数，来跟踪驱动程序的执行过程，以此来判断问题。
◇ 设备的打开和释放。
ห้องสมุดไป่ตู้◇ 设备的读写操作。
◇ 设备的控制操作。
◇ 设备的中断和轮询处理。
Linux主要将设备分为三类：字符设备、块设备和网络设备。字符设备是指发送和接收数据以字符的形式进行，没有缓冲区的设备；块设备是指发送和接收数据以整个数据缓冲区的形式进行的设备；网络设备是指网络设备访问的BSD socket 接口。下面以字符设备为例，写出其驱动编写框架：
二、 构造file_operations结构中要用到的各个成员函数
Linux操作系统将所有的设备都看成文件，以操作文件的方式访问设备。应用程序不能直接操作硬件，使用统一的接口函数调用硬件驱动程序，这组接口被成为系统调用。每个系统调用中都有一个与之对应的函数（open、release、read、write、ioctl等），在字符驱动程序中，这些函数集合在一个file_operations类型的数据结构中。以一个键盘驱动程序为例：
linux字符驱动框架（用户态的read，write，poll是怎么操作驱动的）
linux字符驱动框架（⽤户态的read，write，poll是怎么操作驱动的）前⾔这篇⽂章是通过对⼀个简单字符设备驱动的操作来解释，⽤户态的读写操作是怎么映射到具体设备的。
因为针对不同版本的linux内核，驱动的接⼝函数⼀直有变化，这贴出我测试的系统信息：root@ubuntu:~/share/dev/cdev-2# cat /etc/os-release |grep -i verVERSION="16.04.5 LTS (Xenial Xerus)"VERSION_ID="16.04"VERSION_CODENAME=xenialroot@ubuntu:~/share/dev/cdev-2#root@ubuntu:~/share/dev/cdev-2# uname -r4.15.0-33-generic字符驱动这⾥给出了⼀个不怎么标准的驱动，定义了⼀个结构体 struct dev，其中buffer成员模拟驱动的寄存器。
由wr，rd作为读写指针，len作为缓存buffer的长度。
具体步骤如下：1. 定义 init 函数，exit函数，这是在 insmod，rmmod时候调⽤的。
2. 定义驱动打开函数open，这是在⽤户态打开设备时候调⽤的。
3. 定义release函数，这是在⽤户态关闭设备时候⽤到的。
4. 定义read，write，poll函数，并挂接到 file_operations结构体中，所有⽤户态的read，write，poll都会最终调到这些函数。
chardev.c/*参考：深⼊浅出linux设备驱动开发*/#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/uaccess.h>#include <linux/wait.h>#include <linux/semaphore.h>#include <linux/sched.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/types.h>#include <linux/kdev_t.h>#include <linux/device.h>#include <linux/poll.h>#define MAXNUM 100#define MAJOR_NUM 400 //主设备号 ,没有被使⽤struct dev{struct cdev devm; //字符设备struct semaphore sem;int flag;poll_table* table;wait_queue_head_t outq;//等待队列,实现阻塞操作char buffer[MAXNUM+1]; //字符缓冲区char *rd,*wr,*end; //读,写,尾指针}globalvar;static struct class *my_class;int major=MAJOR_NUM;static ssize_t globalvar_read(struct file *,char *,size_t ,loff_t *);static ssize_t globalvar_write(struct file *,const char *,size_t ,loff_t *);static int globalvar_open(struct inode *inode,struct file *filp);static int globalvar_release(struct inode *inode,struct file *filp);static unsigned int globalvar_poll(struct file* filp, poll_table* wait);/*结构体file_operations在头⽂件 linux/fs.h中定义，⽤来存储驱动内核模块提供的对设备进⾏各种操作的函数的指针。
基于linux2.6内核的字符设备驱动程序设计
， ｓｒ ｔ ｔ ｕｃ
ｏ ｎｅ ＝ ＴＨ Ｉ Ｍ ＯＤＵＬＥ； ｗ ｒ Ｓ
… … … … …
／／获 取 字 符 设 备 号
２ｃｅ ｄ ｖ结构体
存 ｌｎ ｘ２． 核 中 ， 用 ｃ ｅ 结 构 体 描 ｉｕ ６内 使 ｄｖ 述 一 个 字 符 设 备 ， ｄ ｖ结 构 体 定 义 如 下 ： ｃｅ
．
＿
的 结构 体 ， 中 包 含设 备所 涉 及 到 的ｃ ｅ 其 ｄ ｖ、 私有数据及信号量等信息 。 下所 示： 如 ／ 设 备 结 构 体 ／
ｓｒ ｔ ｔ ｕｃ ＸＸＸ—ｄ ｖ ｔ —ｅ
— —
｛， ｉ ｅ ｔ ｌ ｆ ｔ ） ｓｚ ， ｏｆ ；
＿ —
ｆ
ｓ ｒ ｔ ｄｅ ｃ ｖ； ｔ ｕｃ ｃ ｖ ｄｅ
ｓ ｉｅ ｓｚ
— —
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
／ ／从 设 备 中 同 步 读 取 数 据 ｔ＊ ｉｅ（ｔｕｔｆ ｅ｝ ｈ ｒ ｕ ｒ （ｗｒｔ） ｒｃ ｉ ．ｃ ａ ｓ ｓ ｌ ｅ
—
｝， ｉ ｅ ｔ， ｌ ｆ ｔ ｛ ； ｓｚ ｏｆ ）
／／该 设 备 其 他 的 私 有 数 据 和 信 号 量 的 信 息 的 定 义
… …
／ ／向 设 备 发 送 数 据 ｕ ｓｇ ｅ ｎ ＊ ｏ１ ｓｒ ｃ ｉ ，ｓｒｃ ｎ ｉｎ ｄ ｉｔ（ｐ ｌ（ｔｕｔｆｌ ） ｅ十 ｔｕ ｔ
ｐ ｌ ｔ ｂｌ ｓｒ ｃ ） ｏ ｌ ａ ｅ ｔｕ ｔ ：
—
｝Ｘ —ｅ Ｘ Ｘ ｄ ｖ； 模 块 加 载 和 卸 载 函数 的 形 式 如 下 ： ／＋ 备 驱 动 模 块 加 载 函 数 ／ 设
・
计 算机技 术 ・
基 于 ｌ ｕ ２６ ｉ ｘ ． 内核 的字 符 设 备驱 动程 序设 计 ｎ
Linux ——Driver
第一章驱动程序基本框架星期二, 06/08/2010 - 00:21— william前言不管是Windows还是Linux，驱动程序都扮演着重要的角色。
应用程序只能通过驱动程序才能同硬件设备或系统内核通讯。
Linux内核对不同的系统定义了标准的接口（API），应用程序就是通过这些标准的接口来操作内核和硬件。
驱动可以被编译的内核中（build-in），也可以做为内核模块（Module）存在于内核的外面，需要的时候动态插入到内核中运行。
就像你学习操作系统概念时所了解的那样，Linux内核也分为几个大的部分：进程管理、内存管理、文件系统、设备控制、网络系统等，参考图1-1。
图1-1 Linux系统（来源：O‟Reilly Media, LDD3）这里就不对Linux系统内核的各个部分做过多的介绍了，在后面的学习中你就会逐渐地对这些概念有个更深入的了解。
其实Linux内核的精髓远不止这些，对于一个Linux内核的爱好者或开发者来说，最好详细的浏览内核源代码，订阅Linux内核相关的邮件列表，或是登陆Linux开发社区。
更多的信息，请登陆Linux内核官方网站：一个简单的驱动下面我们来编写第一个驱动程序，它很简单，在运行时会输出…Hello World‟消息。
// hello.c#include <linux/init.h>#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>static int __init hello_init(void){printk(KERN_ALERT "Hello World！\n");return 0;}static void __exit hello_exit(void){printk(KERN_ALERT "Goodbye World！\n");}module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);MODULE_LICENSE("GPL");这就是一个简单的驱动程序，它什么也没做，仅仅是输出一些信息，不过对于我们来说这已经足够了。
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Linux字符型驱动程序框架
Linux设备驱动程序的代码结构大致可以分为如下几个部分：
1.注册设备
在系统初启，或者模块加载时候，必须将设备登记到相应的设备数组，并返回设备的主驱动号
2.定义功能函数
对于每一个驱动函数涞水，都有一些和此设备密切相关的功能函数，那最常用的块设备或者字符设备来说，都存在诸如open()read()write()ioctrol()这一类的操作。
当系统使用这些调用时，将自动的使用驱动函数中特定的模块，来实现具体的操作。
二对于特定的设备，上面的系统调用对应的函数是一定的。
3.卸载设备
一个最简单字符驱动程序，由下面7个函数和1个结构体就可组成。
Open（），
Release(),write(),Read(),Ioctl().Exit(),Struct file_operation()。