Linux2.6（cdev） 的开发
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Linux2.6（cdev） 的开发
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Linux2.6（cdev） 的开发
了解一下 Linux2.6 开发框架
学习 Linux2.6 的相关接口
1、申请设备号（alloc_chrdev_region）
2、初始化 cdev 结构体（cdev_init）
3、注册设备（cdev_add）
编写一个 Linux2.6 的代码->蜂鸣器驱动
手动生成设备文件的指令和接口
结合 Linux2.6 写一个自动生成设备文件的驱动
1、生成设备文件所需要的类结构体（class_create）
2、生成设备文件（device_create）
补充：那个卸载函数采用倒序
小结：
编写一个 Linux2.6 的代码->蜂鸣器驱动（整体代码）
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-- 1：何为杂项
miscdevice 不想分类的设备！
这种方法注册驱动设备目前是最简单！
注册完毕后自动生成了一个设备文件！
实际上其他的注册方法则不会!
-- 2：什么是驱动、Linux 驱动有什么特点
我认为驱动是：驱使硬件正常工作的代码或者程序
通用、统一接口、设备抽象成文件！
-- 设备文件有什么特点
属于系统的特殊文件之一
需要用非缓冲区操作
一般在/dev/xxxxx
有设备号：uint32_t 数字
分为 主设备号(高 12bit)
次设备号（低 20bit）
-- 什么是特殊文件？（普通人见不到的文件，不是开发人员见不到）
-- 特殊文件需要非缓冲区操作？
-- 普通文件都是需要缓冲区，因为容易造成浪费？
-- 为什么杂项注册时候，只提供次设备号
因为主设备号固定为 10
-- 主设备号和次设备号都是0-255（但这是32位的芯片，64位的不一定）
-- 何为 GPIO 子系统?
中间层：系统内核自己编写的统一接口
-- GPIO 子系统的 gpio 编号是如何计算的！
瑞芯微： 32大组号 + 8 小组号 + 本身编号
-- ！！！A系列的芯片要取代单片机（比如人脸识别，单片机就不可以）
-- 目前海思，瑞星微，全智这几个厂商比较可以
Linux2.6（cdev） 的开发
-- 这是最标准的驱动开发
-- 对比于杂项而言，Linux2.6 的开发：
- 1：开发较为复杂一些
- 2：设备号需要用户自己申请
- 3：设备注册完毕后不会生成，需要用户自己生成
其他特点完全等于与杂项设备，同样设备号不再限制了！
了解一下 Linux2.6 开发框架
- 1：先去申请设备号-> alloc_chrdev_region->连续申请多个设备号
- 2：再去拿申请的设备号注册设备->连续注册多个设备 cdev_init cdev_add
- 3：Linux2.6 注册完毕后 不会生成设备文件的，我们需要手动生成 class_create device_create
学习 Linux2.6 的相关接口
1、申请设备号（alloc_chrdev_region）
-- 函数的功能：在内核中 申请一个/多个可用的设备号
-- 函数的头文件：<linux/fs.h>
-- 函数的原型：int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int baseminor, unsigned int count, const char *name);
-- 函数的参数：
- dev_t *dev：申请的设备号，用户自己定义一个变量，函数会自动赋值！(dev_t == unsigned int)
就是你申请得到设备号存放的位置！ 如果你申请多个设备号，那么它只存放你申请得到的第一个设备号！
-
baseminor：次设备号，你打算从哪个次设备号开始申请,随便填写 ,可以填写99
-
count：你申请得到的数量
举个例子：如果 你 baseminor 填的是 99 count 填写的是 3
如果此时系统返回的设备号主设备号 为 88
那么 就代表你申请了三个设备号返回了：
主设备号 次设备号
88 99 ->第一个设备号存放于 第一个参数空间
88 100
88 101
- label：标签是无所谓的一个名字
-- 函数返回值：
- 如果申请成功返回0
- 申请失败返回非 0
2、初始化 cdev 结构体（cdev_init）
-- 函数的功能：初始化 cdev 结构体
-- 函数的头文件：<linux/cdev.h>
-- 函数的原型：void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops);
-- 函数的参数：
- cdev：用户自己定义一个变量，函数会自动赋值！
类似昨天的 杂项结构体
不同的是 这个结构体不需要像杂项一样，需要我们自己初始化
这个结构体你只需要申请这样的变量、或者开辟这样的空间
传入该函数里面即可！
靠函数做初始化工作！
就是 cdev 核心结构体->Linux2.6 核心结构体
- fops：
大家都在杂项见过，他就是内核层的文件接口
-- 函数返回值：无
3、注册设备（cdev_add）
-- 函数的功能：注册设备
-- 函数的头文件：<linux/cdev.h>
-- 函数的原型：int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count);
-- 函数的参数：
-
cdev：毫无疑问，他就是你已经完成初始化工作的 cdev 核心结构体
-
dev：你要告诉我你接下来注册的设备的！！！！->首设备号
-
count: 你要连续注册几个设备！
举个例子：
如果你提供的 dev ： 主设备号为
88 次设备号 88
你的 count 提供的是 3
那么 你将向内核连续注册三个设备：
分别为：
主设备号 次设备号
88 88
88 89
88 90
-- 函数返回值：
- 成功返回 0
- 失败返回 非 0
编写一个 Linux2.6 的代码->蜂鸣器驱动
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>dev_t devnumber;
struct cdev mydev;struct file_operations ops;int mybeep_open(struct inode *i, struct file *f)
{gpio_set_value(36,1);return 0;
}int mybeep_close(struct inode *i, struct file *f)
{gpio_set_value(36,0);return 0;
}static int __init mybeep_init(void)
{//1：申请一个可以用的设备号int ret = alloc_chrdev_region(&devnumber,88,1,"beep");if(ret < 0 ){printk("申请失败！\r\n");return -EINVAL;//如果你返回的是这个东西则代表加载失败 insmod加载失效}printk("申请成功，mydevnum = %d\r\n",devnumber);printk("主设备号 === %d\r\n",devnumber >> 20);//主设备号是设备号的高12位，现在将设备号向右移20位，将高12位放在低位，得到主设备号printk("次设备号 === %d\r\n",devnumber & 0xFFFFF);//次设备号是设备号的低20位，这里是将低20位与出来，然后将高12位清0.（16进制一个F是4位，2*5 = 20位）//2：初始化 cdev ops.owner = THIS_MODULE;ops.open = mybeep_open;ops.release = mybeep_close;cdev_init(&mydev,&ops);//3:往内核里面添加cdev 结构体ret = cdev_add(&mydev,devnumber,1);if(ret <0){printk("注册设备失败！\r\n");return -EINVAL;}printk("设备注册成功！\r\n");//4:申请GPIO 设置GPIOgpio_request(36,"beep");gpio_direction_output(36,0);return 0;
}static void __exit mybeep_exit(void)
{}module_init(mybeep_init);
module_exit(mybeep_exit);MODULE_LICENSE("GPL");-- 编译成功后，加载驱动程序，查看设备号！
-- 连接串口
-- 可以看出正常生成了设备号
-- 但是查看设备文件，发现没有生成设备文件！
ls /dev/myb*
-- 可以看出虽然注册到了设备号，但是没有生成设备文件！，所以我们需要手动生成设备文件！
手动生成设备文件的指令和接口
mknod /dev/mybeep c 234 88
-- 然后在main.c中写入打开这个设备文件
-- 但是手动生成设备文件没有什么意义，我们还是需要写一个驱动程序，自动生成设备文件！
结合 Linux2.6 写一个自动生成设备文件的驱动
1、生成设备文件所需要的类结构体（class_create）
-- 函数的功能：生成一个类结构体
-- 函数的头文件：<linux/device.h>
-- 函数的原型：struct class *class_create(struct module *owner, const char *name);
-- 函数的参数：
-
owner：只要你在内核见到这个东西，填写 THIS_MODULE
-
name：无所谓，生成类的标识名字
-- 函数返回值：返回的就是你创建的类结构体， 这个类结构体用于生成设备文件的函数的传参！
2、生成设备文件（device_create）
-- 函数的功能：在内核里面创建一个设备文件
-- 函数的头文件：<linux/device.h>
-- 函数的原型：struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...);
-- 函数的参数：
-
class：他就是刚才我们所讲到 类结构体，class_create 创建的结构体‘
-
parent：父设备，一般填写 NULL
-
devt：你要创建的设备文件的设备号
-
drvdata：你要创建的设备文件的设备号
-
fmt：printf();这就是你的 printf 格式化传参字符串！
可以直接传字符串
他就是你的生成的设备文件的名字
只不过支持格式化传递！
-- 函数返回值：
用于设备的销毁 也可以不要
-- 在代码中加入
//4:先去搞一个 类结构体cls = class_create(THIS_MODULE,"beep19");//5:生成设备文件device_create(cls,NULL,devnumber,NULL,"xydbeep");
补充：那个卸载函数采用倒序
-- 也就是先申请设备号函数，就最后取消申请设备号函数。
--
static void __exit myled_exit()
{//符合倒叙gpio_free(36);device_destroy(cls,mydevnum);class_destroy(cls);cdev_del(&mycdev);unregister_chrdev_region(mydevnum,1);}小结：
- 申请设备号函数：
int alloc_chrdev_region(dev_t *, unsigned, unsigned, const char *);
- 取消申请的设备号
void unregister_chrdev_region(dev_t, unsigned);
- cdev 的结构体的初始化
cdev_init
- cdev 结构体的注册
cdev_add
- cdev 结构体删除
cdev_del
- 类结构体的创建
class_create(THIS_MODULE,"xyd_class");
- 类结构体的销毁
class_destroy(cls);
- 设备文件的创建
device_create(cls,NULL,mydevnum,NULL,"xydbeep");
//就会生成一个 设备文件 /dev/xydbeep
- 设备文件的销毁
device_destroy(cls,mydevnum);
编写一个 Linux2.6 的代码->蜂鸣器驱动（整体代码）
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>dev_t devnumber;
struct cdev mydev;struct file_operations ops;struct class * cls;//类结构体int mybeep_open(struct inode *i, struct file *f)
{gpio_set_value(36,1);return 0;
}int mybeep_close(struct inode *i, struct file *f)
{gpio_set_value(36,0);return 0;
}static int __init mybeep_init(void)
{//1：申请一个可以用的设备号int ret = alloc_chrdev_region(&devnumber,88,1,"beep");if(ret < 0 ){printk("申请失败！\r\n");return -EINVAL;//如果你返回的是这个东西则代表加载失败 insmod加载失效}printk("申请成功，mydevnum = %d\r\n",devnumber);printk("主设备号 === %d\r\n",devnumber >> 20);//主设备号是设备号的高12位，现在将设备号向右移20位，将高12位放在低位，得到主设备号printk("次设备号 === %d\r\n",devnumber & 0xFFFFF);//次设备号是设备号的低20位，这里是将低20位与出来，然后将高12位清0.（16进制一个F是4位，2*5 = 20位）//2：初始化 cdev ops.owner = THIS_MODULE;ops.open = mybeep_open;ops.release = mybeep_close;cdev_init(&mydev,&ops);//3:往内核里面添加cdev 结构体ret = cdev_add(&mydev,devnumber,1);if(ret <0){printk("注册设备失败！\r\n");return -EINVAL;}printk("设备注册成功！\r\n");//4:先去搞一个 类结构体cls = class_create(THIS_MODULE,"beep19");//5:生成设备文件device_create(cls,NULL,devnumber,NULL,"xydbeep");//6:申请GPIO 设置GPIOgpio_request(36,"beep");gpio_direction_output(36,0);return 0;
}static void __exit mybeep_exit(void)
{gpio_free(36);device_destroy(cls,devnumber);class_destroy(cls);cdev_del(&mydev);unregister_chrdev_region(devnumber,1);}module_init(mybeep_init);
module_exit(mybeep_exit);MODULE_LICENSE("GPL");-- main.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{while(1){int fd = open("/dev/xydbeep",O_RDWR);//sleep(1);close(fd);sleep(1);}return 0;}
-- 效果图
-- 可以看出自动生成了设备文件
-- 执行main，蜂鸣器响
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