Linux设备驱动,LDD是基础,而且C语言面向对象思想非常的直接借鉴,看过后可以写一些项目驱动了,B1205和B1202中一些驱动几乎都是字符设备的小驱动,通用性很强,相对USB和NET的驱动要简单多
1. 驱动框架
Linux驱动是一个很好的OOP教程,下面是驱动模块加载到内核中的流程。
static struct file_operations iic_fops = {
owner: THIS_MODULE,
ioctl: iic_ioctl,
open: iic_open,
read: iic_read,
write: iic_write,
release: iic_release,
};
struct file_operations {
struct module *owner;
...
};
module_init(iic_init);
iic_major_num = register_chrdev(0,IIC_DEV_NAME,&iic_fops);
注1:register_chrdev时的major为零的话,这个函数就会选择一个空闲号码并做为返回值返回。
加载动态分配主设备号驱动程序的脚本可以利用象awk这类工具从/proc/devices中获取信息,并在/dev中创建文件。
注2:在devfs_fs_kernel.h文件中有一个变量CONFIG_DEVFS_FS,来控制是调用extern的devfs_register还是调用inline的devfs_register函数,inline的函数体是空的,什么都不做
如果你的内核没有配置CONFIG_DEVFS_FS,不能自动生成设备节点的,需要手工生成,或者用现成的脚本可以在insmod的时候生成
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;
struct file_operations *ops;
struct list_head list;//链表头
dev_t dev;
unsigned int count;
};
int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
const struct file_operations *fops)
{
…
cd = __register_chrdev_region(major, 0, 256, name);
…
cdev->owner = fops->owner;
cdev->ops = fops;
err = cdev_add(cdev, MKDEV(cd->major, 0), 256);
…
}
__register_chrdev_region():
chrdevs[CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE];
按照上面结构体分配出来设备号
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
{
memset(cdev, 0, sizeof *cdev);
INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);
kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);
cdev->ops = fops;
}
添加到链表中,所有字符设备通过这个链表维护
module_exit(iic_exit);
void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)
{
__unregister_chrdev_region(major, 0, 256);
kfree(cd);
}
void cdev_del(struct cdev *p)
{
cdev_unmap(p->dev, p->count);
kobject_put(&p->kobj);
}
链表中删除
Open/read:
注:一旦设备已经注册到内核表中,无论何时操作与你的设备驱动程序的主设备号匹配的设备文件,内核都会通过在fops跳转表索引调用驱动程序中的正确函数。
Struct scull_dev 是《ldd》书中的结构体,理解为只是为了方便阅读而提供的,和struct cdev的上一层而已,open可以通过scull_dev的得到cdev结构,最终提供给read和write使用
2. 驱动模块
每一个OS的驱动都有一个标准的接口,RTEMS驱动接口明显就是模仿Linux的,做驱动的时候只要填写相应的模块API即可
直接从LDD代码参考一份驱动过来
static struct file_operations iic_fops = {
owner: THIS_MODULE,
ioctl: iic_ioctl,
open: iic_open,
read: iic_read,
write: iic_write,
release: iic_release,
};
module_init(iic_init);
module_exit(iic_exit);
需要编写的代码为iic开头的函数
3. 初始化
注册字符设备,register_chrdev中的参数0为自动分配设备号,也可以手动分,还有一种非标准设备则使用misc_register,主设备号是10
在BAN产品中,等到insmod加载驱动过后,lsmod就可以看到的
static __init int iic_init(void)
{
struct proc_dir_entry *iicdir;
iic_major_num = register_chrdev(0,IIC_DEV_NAME,&iic_fops);
if(iic_major_num <=0)
{
printk(KERN_CRIT "register_chrdev failed/n");
return iic_major_num;
}
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
devfs_iic=devfs_register (NULL, IIC_DEV_NAME,DEVFS_FL_DEFAULT,
iic_major_num, 1,
S_IFCHR | S_IRUGO | S_IWUGO,
&iic_fops, NULL);
#endif
iicdir=proc_mkdir(IIC_DEV_NAME, NULL);
create_proc_read_entry (PROC_MAX6634_NAME, 0444, iicdir, max6634_read_proc, NULL);
create_proc_read_entry (PROC_AT24C02_NAME, 0444, iicdir, at24c02_read_proc, NULL);
create_proc_read_entry (PROC_MAX6615_NAME, 0444, iicdir, max6615_read_proc, NULL);
create_proc_read_entry (PROC_PCF8574_NAME, 0444, iicdir, pcf8574_read_proc, NULL);
printk(KERN_INFO "Driver successfully loaded for MAX6634/n");
return 0;
}
这个时候只是加载了驱动而已,还需要创建设备节点,下面的脚本就是从/proc/devices解析出来设备号,用mknod创建设备节点,这里解析出来的设备号就是lsmod看到的设备号,因为这里用ioctl区分,这里的只有一个主次设备dev/iic;LDD书中是major都相同,次设备不同,他open的时候就区分
declare -i num=0
for dev in $ALL_DEVICES ; do
if [ ! -f /dev/${dev} ]
then
major=`cat /proc/devices | awk "//$2==/"$dev/" {print //$1}"`
rm /dev/${dev}
mknod /dev/${dev} c $major 1
fi
num=num+1
done
如果是misc_register注册的非标准设备,则需要根据代码中定义的次设备号手动创建节点
rm /dev/led
mknod /dev/led c 10 5
rm /dev/bflash
mknod /dev/bflash c 10 6
4. create_proc_read_entry
驱动加载之后,通常应用中读取IIC,都是直接open驱动后,直接API读写操作即可
这个函数作用就是在内核启动后驱动还没加载,用户空间想要知道IIC相关寄存器的值时,这个时候可能需要直接从内核空间读取一些信息,比如boardinfo,RTC之类的,create_proc_read_entry可以直接在脚本中`cat /proc/iic/at24c02`,在create_proc_read_entry之后可以看到proc下面的文件的,at24c02_read_proc就是输出到文件的函数
root@10.4.38.252:/proc/iic# ls
at24c02 max6615 max6634 pcf8574
5. 读写函数接口
因为又几个IIC设备都公用这个驱动,所以需要根据设备命令字来判断是哪个IIC设备的读写函数,子函数又根据CMD来处理自己IIC设备的操作动作
static int iic_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
int status=0;
if((cmd>=TEMP_IOCTL_BASE)&&(cmd<BDINFO_IOCTL_BASE+BDINFO_IOCTL_SIZE))
return at24c02_ioctl(inode, file, cmd, arg);
if((cmd>=TEMP_IOCTL_BASE)&&(cmd<TEMP_IOCTL_BASE+TEMP_IOCTL_SIZE))
return max6634_ioctl(inode, file, cmd, arg);
if((cmd>=POW_IOCTL_BASE)&&(cmd<POW_IOCTL_BASE+POW_IOCTL_SIZE))
return pcf8574_ioctl(inode, file, cmd, arg);
if((cmd>=FAN_IOCTL_BASE)&&(cmd<FAN_IOCTL_BASE+FAN_IOCTL_SIZE))
return max6615_ioctl(inode,file,cmd,arg);
return status;
}
5. 应用程序
应用中调驱动,不管是哪个具体的IIC设备,只需要打开IIC设备,就可以操作读取不通的IIC具体设备
iic_fd = open(IIC_DEV_DIR,O_RDWR,0755);
ioctl(iic_fd,MAX6634_GET_TEMP,&temper);
//操作温度传感器的
ioctl(iic_fd,MAX6615_REG_READ,&data);
//操作风扇
ioctl(iic_fd,GET_POW_P1_HW_REVISION,&data);
//操作电源板