驱动开发之始，（二）字符设备驱动——Part3 简单的字符驱动实例

通过前面两章的知识汇总，我们了解字符设备驱动框架及其涉及的几个重要数据结构，为了加深理解，本章用一个简单的实例来演示字符设备驱动的开发过程，因为没有实际接硬件，并未实现对驱动进行复杂操作，在此只做一个初步认识，在后续的进阶部分，笔者再通过实际的字符驱动来进一步分析。

1.字符设备驱动 hello_module.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/kernel.h>

static int major = 88;
static int minor = 0;
static dev_t devno;
static struct cdev  cdev;

static int hello_open(struct inode *inode, struct file *filep)
{
    printk(KERN_ALERT "Hello lijunnan!\n");
    return 0;
}

struct file_operations file_ops = 
{
    .open = hello_open
};


static int hello_init(void)
{
    int ret;
    printk(KERN_ALERT "hello_init!\n");     

    devno = MKDEV(major, minor);
    ret = register_chrdev_region(devno, 1, "hello");
    if(ret < 0)
    {
        printk("register chrdev region failed!\n");
        return ret;
    }

    cdev_init(&cdev, &file_ops);
    ret = cdev_add(&cdev, devno, 1);
    if(ret < 0)
    {
        printk("cdev add failed!\n");
        return ret;
    }
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    cdev_del(&cdev);
    unregister_chrdev_region(devno, 1);
    printk(KERN_ALERT "See you next time!\n");     

}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("LiJunnan");

a. 首先需要申请一个设备号，在此笔者通过动态分配获取一个dev_t，即register_chrdev_region()函数

b. 初始化cdev结构体，调用cdev_init()，将cdev和file_operations关联起来

c. 注册cdev结构，告诉内核该结构的信息，调用cdev_add()

d. 在file_operations结构中定义了open操作方法，通过系统调用open实现

e. 在卸载函数中需要移除字符设备，调用cdev_del()，并释放设备号unregister_chrdev_region()

2.应用程序hello_app.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    int fd = 0;

    fd = open("/dev/hello_module", O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open failed!\n");
        return -1;
    }
    
    printf("hello lijunnan\n");

    close(fd);
    return 0;
}

首先，我们安装内核模块，insmod hello_module.ko，在/proc/devices文件可以看到安装的内核模块

在系统与设备通信前，需要创建一个设备文件，这个文件存放在/dev目录下，系统默认情况下就已经成立了很多设备文件，我们也可以手动新建一些设备文件，使用mknod命令，格式如下：

mknod DEVNAME 设备类型 MAJOR MINOR

注意：

1.需要使用超级用户权限创建设备文件

2.设备文件的主设备号需要与内核模块设备号一致

3.修改新建设备文件的读写权限

最后，在执行./hello