字符设备开发框架

一、建立字符设备描述结构体

/* 包含字符设备的描述信息 */
struct Chrdev{
    dev_t devid;            /* 设备号 */                    
    struct cdev cdev;       /* cdev */            
    struct class *class;    /* 类 */         
    struct device *device;  /* 设备 */
    int major;              /* 主设备号 */      
    int minor;              /* 次设备号 */      
    ...                     /* 其他信息如设备节点、GPIO编号、采集到的数据等等 */
};

struct Chrdev chrdev;	    /* 字符设备 */

二、编写操作函数

/*
 * @description         : 打开设备
 * @param - inode       : 传递给驱动的inode
 * @param - filp        : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量,一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 */
static int chrdev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	filp->private_data = &chrdev; /* 设置私有数据 */
	return 0;
}
/*
 * @description         : 从设备读取数据 
 * @param - filp        : 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf         : 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt         : 要读取的数据长度
 * @param - offt        : 相对于文件首地址的偏移
 */
static ssize_t chardev_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    ...
    memcpy(readbuf, kerneldata, sizeof(kerneldata));
    retvalue = copy_to_user(buf, readbuf, cnt);
    if(retvalue == 0){
        printk("kernel senddata ok!\r\n");
    }else{
      printk("kernel senddata failed!\r\n");
    }
    ...
    return 0;
}
/*
 * @description		: 向设备写数据 
 * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符
 * @param - buf 	: 要写给设备写入的数据
 * @param - cnt 	: 要写入的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 */
static ssize_t chrdev_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    ...
    int retvalue;
    unsigned char databuf[cnt];
    
    retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
    if(retvalue < 0) {
    	printk("kernel write failed!\r\n");
    	return -EFAULT;
    }
    ...
    return 0;
}
/*
 * @description     : 关闭/释放设备
 * @param - filp    : 要关闭的设备文件(文件描述符)
*/
static int chrdev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}

/* 设备操作函数 */
static struct file_operations newchrled_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = chrdev_open,
	.read = chrdev_read,
	.write = chrdev_write,
	.release = chrdev_release,
};

三、编写初始化函数

static int __init chrdev_init(void)
{
    ...
	/* 注册字符设备驱动 */
	/* 1、创建设备号 */
	if (chrdev.major) {		                        /*  定义了设备号 */
		chrdev.devid = MKDEV(chedev.major, 0);
		register_chrdev_region(chedev.devid, NEWCHRLED_CNT, NEWCHRLED_NAME);
	} else {						/* 没有定义设备号 */
		alloc_chrdev_region(&chedev.devid, 0, NEWCHRLED_CNT, NEWCHRLED_NAME);/* 申请设备号 */
		chedev.major = MAJOR(chedev.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */
		chedev.minor = MINOR(chedev.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */
	}
	printk("chrdev major=%d,minor=%d\r\n",chrdev.major, chrdev.minor);	
	
	/* 2、初始化cdev */
	chrdev.cdev.owner = THIS_MODULE;
	cdev_init(&chrdev.cdev, &chrdev_fops);
	
	/* 3、添加一个cdev */
	cdev_add(&chrdev.cdev, chrdev.devid, NEWCHRLED_CNT);

	/* 4、创建类 */
	chedev.class = class_create(THIS_MODULE, NEWCHRLED_NAME);
	if (IS_ERR(chedev.class)) {
		return PTR_ERR(chedev.class);
	}

	/* 5、创建设备 */
	chedev.device = device_create(chrdev.class, NULL, chedevd.devid, NULL, NEWCHRLED_NAME);
	if (IS_ERR(chedev.device)) {
		return PTR_ERR(chrdev.device);
	}
	
	...
	return 0;
}

四、驱动出入口函数

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit chrdev_exit(void)
{
    ...
	/* 注销字符设备驱动 */
	cdev_del(&chrdev.cdev);                                 /*  删除cdev */
	unregister_chrdev_region(chrdev.devid, 1);              /* 注销1个设备号 */

	device_destroy(chrdev.class, chredv.devid);
	class_destroy(chrdev.class);
}

module_init(chrdev_init);
module_exit(chrdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ht");