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Linux系统移植和驱动开发专栏
上一篇《Linux驱动开发笔记四设备驱动介绍、熟悉杂项设备驱动和ubuntu开发杂项设备Demo》 下一篇敬请期待… 前言 驱动写好后用户层使用系统函数调用操作相关驱动从而实现与系统内核的关联本篇主要就是理解清楚驱动如何让用户编程来实现与内核的交互。 杂项设备文件操作集
cd /usr/src/linux-headers-4.18.0-15
vi include/linux/fs.h搜索到vi则直接使用“/”:
struct file_operations {struct module *owner;loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *);int (*iterate_shared) (struct file *, struct dir_context *);__poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);unsigned long mmap_supported_flags;int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*release) (struct inode *, struct file *);int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);int (*fasync) (int, struct file *, int);int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);int (*check_flags)(int);int (*setfl)(struct file *, unsigned long);int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int);ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int);ssize_t (*copy_file_range)(struct file *, loff_t, struct file *,loff_t, size_t, unsigned int);int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **, void **);long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset,loff_t len);void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f);
#ifndef CONFIG_MMUunsigned (*mmap_capabilities)(struct file *);
#endifint (*clone_file_range)(struct file *, loff_t, struct file *, loff_t,u64);ssize_t (*dedupe_file_range)(struct file *, u64, u64, struct file *,u64);
} __randomize_layout;例如read函数那么就是打开驱动使用系统read打开这个设备驱动的句柄那么就会调用read函数其他的以此类推还比较好理解。 Linux文件操作集的意义
概述 Linux一切都是文件都有对应的打开、关闭和读写等相关操作而这些操作都是使用打开文件后的句柄来表示那么函数再根据句柄的类型如打开的是杂项设备驱动就会去调用杂项设备操作文件字符集里面对应的函数来执行操作了。 在编程的时候会使用open打开一个设备节点可以是文件打开可以打开设备这时候返回得到设备节点句柄标识fd失败是-1然后使用fd去read、write等各种操作则会相当于调用这个设备驱动里面文件操作集的read、write。 下面是常用的文件操作。
open函数实现测试
int (*open) (struct inode *, struct file *);
read函数实现测试
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *)
write函数实现测试
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
poll/select函数本篇没写
__poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
ioctl函数本篇没写
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
close函数实现测试
int (*release) (struct inode *, struct file *); 驱动模板准备 首先复制之前的registerMiscDev的驱动改个名字为testFileOpts
cd ~/work/drive
cp -arf registerMiscDev testFileOpts
cd testFileOpts
make clean
mv registerMiscDev testFileOpts.c然后修改makefile里面的obj-m模块名称改下模板准备好了
gedit Makefile 下面基于testFileOpts.c文件进行注册杂项设备修改.c文件
gedit testFileOpts.c#include linux/init.h
#include linux/module.h#include linux/miscdevice.h
#include linux/fs.hstruct file_operations misc_fops {.owner THIS_MODULE,
};struct miscdevice misc_dev {.minor MISC_DYNAMIC_MINOR, // 这个宏是动态分配次设备号避免冲突.name register_hongPangZi_testFileOpt, // 设备节点名称.fops misc_fops, // 这个变量记住自己起的步骤二使用
};static int registerMiscDev_init(void)
{ int ret;// 在内核里面无法使用基础c库printf需要使用内核库printkprintk(Hello, I’m hongPangZi, registerMiscDev_init\n); ret misc_register(misc_dev);if(ret 0){printk(Failed to misc_register(misc_dev)\n); return -1;} return 0;
}static void registerMiscDev_exit(void)
{misc_deregister(misc_dev);printk(bye-bye!!!\n);
}MODULE_LICENSE(GPL);module_init(registerMiscDev_init);
module_exit(registerMiscDev_exit);杂项设备添加常用操作集open函数Demo 注意要是调用的函数没有写则不会报错也不会有其他操作反应所以并不是所有函数都是必须写的。
步骤一实现open函数
// int (*open) (struct inode *, struct file *);
int misc_open(struct inode * pInode, struct file * pFile)
{printk(int misc_open(struct inode * pInode, struct file * pFile));return 0;
}步骤二关键赋值到文件操作集指针 步骤三编译加载驱动 先编译试试 然后加载驱动
sudo insmod tesFileOpts.ko这时候设备节点注册成功了。
步骤四在程序中调用打开设备节点open 本步骤是c语言编程使用linux系统函数打开设备节点 新建文件
vi test.c输入代码
#include stdio.h
#include unistd.h
#include fcntl.hint main(int argc, char **argv)
{int fd;const char devPath[] /dev/register_hongPangZi_testFileOpt;fd open(devPath, O_RDWR);if(fd 0){printf(fialed to open %s\n, devPath);return -1;} else{printf(Succeed to open %s\n, devPath);}return 0;
}编译
gcc test.c默认输出就是a.out下面运行一下 无法运行是因为ubuntu对设备需要管理员权限管理员权限运行 查看内核打印输出这里出现没有打印输出查看“入坑一” 至此从用户编程层如何对设备结点然后调用到内核层函数就基本清楚了。 补充其他函数Demo
补充read、write
#include linux/init.h
#include linux/module.h#include linux/miscdevice.h
#include linux/fs.h// int (*open) (struct inode *, struct file *);
int misc_open(struct inode * pInode, struct file * pFile)
{printk(int misc_open(struct inode * pInode, struct file * pFile\n));return 0;
}// int (*release) (struct inode *, struct file *);
int misc_release(struct inode * pInde, struct file * pFile)
{printk(int misc_release(struct inode * pInde, struct file * pFile\n));return 0;
}// ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t misc_read(struct file * pFile, char __user * pUser, size_t size, loff_t *pLofft)
{printk(ssize_t misc_read(struct file * pFile, char __user * pUser, size_t size, loff_t *pLofft)\n);return 0;
}// ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t misc_write(struct file * pFile, const char __user * pUser, size_t size, loff_t *pLofft)
{printk(ssize_t misc_write(struct file * pFile, const char __user * pUser, size_t size, loff_t *pLofft)\n);return 0;
}struct file_operations misc_fops {.owner THIS_MODULE,.open misc_open,.release misc_release,.read misc_read,.write misc_write,
};struct miscdevice misc_dev {.minor MISC_DYNAMIC_MINOR, // 这个宏是动态分配次设备号避免冲突.name register_hongPangZi_testFileOpt, // 设备节点名称.fops misc_fops, // 这个变量记住自己起的步骤二使用
};static int registerMiscDev_init(void)
{ int ret;// 在内核里面无法使用基础c库printf需要使用内核库printkprintk(Hello, I’m hongPangZi, registerMiscDev_init\n); ret misc_register(misc_dev);if(ret 0){printk(Failed to misc_register(misc_dev)\n); return -1;} return 0;
}static void registerMiscDev_exit(void)
{misc_deregister(misc_dev);printk(bye-bye!!!\n);
}MODULE_LICENSE(GPL);
module_init(registerMiscDev_init);
module_exit(registerMiscDev_exit);修改test.c测试驱动源码
#include stdio.h
#include unistd.h
#include fcntl.hint main(int argc, char **argv)
{int fd;char buf[32] {0};const char devPath[] /dev/register_hongPangZi_testFileOpt;fd open(devPath, O_RDWR);if(fd 0){printf(Failed to open %s\n, devPath);return -1;}else{printf(Succeed to open %s\n, devPath);}read(fd, buf, sizeof(buf));write(fd, buf, sizeof(buf));close(fd);printf(exit\n);fd -1;return 0;
}查看输出 入坑
入坑一内核未打印open函数
问题 程序打开设别节点未打印open函数
原因 打开函数没有赋值给文件操作集。
解决 入坑二dmesg少了close的release打印
问题 测试 研究了dmesg就是没出来这个不清楚了后来问了驱动大佬提醒是可能是换行的问题后加上可以了。
解决方法 上一篇《Linux驱动开发笔记四设备驱动介绍、熟悉杂项设备驱动和ubuntu开发杂项设备Demo》 下一篇敬请期待… 本文章博客地址https://hpzwl.blog.csdn.net/article/details/134561660
