设备驱动框架简介

1 API

(1)register_chrdev_region(dev_t from,unsinged count,const char *name);
(2)cdev_init(struct cdev*，struct file_operations *);
(3)cdev_add(struct cdev*,dev_t,unsinged);

2 字符设备驱动组成

(1)字符设备驱动模块加载与卸载函数

在字符设备驱动模块加载函数中应该实现设备号的申请和cdev的注册，而在卸载函数中应实现设备号的释放和cdev的注销。

//设备结构体
    struct xxx_dev_t{
        struct cdev cdev；
        ...
    }xxx_dev;

    //设备驱动模块加载函数
    static int __init xxx_init(void){
    ...
    cdev_init(&xxx_dev.cdev,&xxx_fops);//初始化cdev
    xxx_dev.cdev.owner=THIS_MODULE;

    //获取字符设备号
    if(xxx_major){
        register_chrdev_region(xxx_dev_no,1,DEV_NAME);
    }else{
        alloc_chrdev_region(&xxx_dev_no,0,1,DEV_NAME);
    }
        ret=cdev_add(&xxx_dev.cdev,xxx_dev_no,1);注册设备
    }

    //设备驱动模块卸载函数
    static void __exit xxx_exit(void){
    unregister_chrdev_region(xxx_dev_no,1);
    cdev_del(&xxx_dev.cdev);
    }

(2) 字符设备驱动的file_operations结构体
file_operations结构体中的成员函数是字符设备驱动与内核的接口，是用户控件对Linux进行系统调用最终的落实者。大多数
字符设备驱动会实现read()、write()、ioctl()函数，形式如下：

file_operations结构体中的成员函数是字符设备驱动与内核的接口，是用户控件对Linux进行系统调用最终的落实者。大多数
字符设备驱动会实现read()、write()、ioctl()函数，形式如下：
    //读设备
    sszie_t xxx_read(struct file *filep,char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos){
        ...
        copy_to_user(buf,...,...);
        ...
    }
    //写设备
    sszie_t xxx_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos){
        ...
        copy_from_user(...,buf,...);
        ...
    }

    int XXX_ioctl(struct inode *inode,struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned long arg){
        ...
        swtich(cmd){
            case xxx:
            break;
            ...
            default:

        }
    }
    filp是文件结构体指针，buf是用户控件内存地址，该地址在内核空间不能直接读写，count是要读的字节数，f_pos是读的位置相对于
文件开头的便宜。

    由于内核空间与用户控件的内存不能直接互访，因此借助copy_from_user和copy_to_user。
    如果要复制的内存是简单类型，如char,则可以使用简单的put_user()和get_user(),如下所示：
    int val;//内核空间整型变量
    ...
    get_user(val,(int*)arg);//用户空间到内核空间，arg是用户空间的地址
    ...
    put_user(val,(int*)arg);//内核空间到用户空间，arg是用户空间的地址

    读和写函数中的__user是一个宏，表明气候的指针指向用户空间，定义如下：

    #ifdef _ _CHECKER_ _
    # define _ _user _ _attribute_ _((noderef, address_space(1)))
    #else
    # define _ _user
    #endif