如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序(二)

yongchenglv

如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序
Roy G
二.实例剖析
    我们来写一个最简单的字符设备驱动程序.虽然它什么也不做,但是通过它
可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器,你就会
获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel
上可能会出现问题,我还没测试过.//xixi
#define __NO_VERSION__
#include
#include
char kernel_version [] = UTS_RELEASE;
这一段定义了一些版本信息,虽然用处不是很大,但也必不可少.Johnsonm说所
有的驱动程序的开头都要包含,但我看倒是未必.
由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道,对设备文件的操作方式不外乎就
是一些系统调用,如 open,read,write,close...., 注意,不是fopen, fread.,
但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据
结构:
   struct file_operations {
int (*seek) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);
int (*read) (struct inode * ,struct file *, char ,int);
int (*write) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);
int (*readdir) (struct inode * ,struct file *, struct dirent * ,int);
int (*select) (struct inode * ,struct file *, int ,select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ,struct file *, unsined int ,unsigned long);
int (*mmap) (struct inode * ,struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ,struct file *);
int (*release) (struct inode * ,struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ,struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ,struct file *,int);
int (*check_media_change) (struct inode * ,struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}
   这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用.用户进程利用系统调用
在对设备文件进行诸如read/write操作时,系统调用通过设备文件的主设备号
找到相应的设备驱动程序,然后读取这个数据结构相应的函数指针,接着把控制
权交给该函数.这是linux的设备驱动程序工作的基本原理.既然是这样,则编写
设备驱动程序的主要工作就是编写子函数,并填充file_operations的各个域.
相当简单,不是吗?
下面就开始写子程序.
#include
#include
#include
#include
#include
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node,struct file *file,
char *buf,int count)
{
  int left;
  if (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
  for(left = count ; left > 0 ; left--)
  {
   __put_user(1,buf,1);
   buf++;
  }
  return count;
}
这个函数是为read调用准备的.当调用read时,read_test()被调用,它把用户的
缓冲区全部写1.
buf 是read调用的一个参数.它是用户进程空间的一个地址.但是在read_test
被调用时,系统进入核心态.所以不能使用buf这个地址,必须用__put_user(),
这是kernel提供的一个函数,用于向用户传送数据.另外还有很多类似功能的
函数.请参考.在向用户空间拷贝数据之前,必须验证buf是否可用.
这就用到函数verify_area.
static int write_tibet(struct inode *inode,struct file *file,
                      const char *buf,int count)
{
   return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode,struct file *file )
{
   MOD_INC_USE_COUNT;
  return 0;
}
static void release_tibet(struct inode *inode,struct file *file )
{
  MOD_DEC_USE_COUNT;
}
这几个函数都是空操作.实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构
提供函数指针。
struct file_operations test_fops = {
    NULL,         
    read_test,
    write_test,
    NULL,          /* test_readdir */
    NULL,
    NULL,          /* test_ioctl */
    NULL,          /* test_mmap */
    open_test,
    release_test,
    NULL,          /* test_fsync */
    NULL,          /* test_fasync */
                   /* nothing more, fill with NULLs */
};
设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序
可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(modules),
如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能
动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。
int init_module(void)
{
    int result;
    result = register_chrdev(0, "test", &test_fops);
    if (result
#include
#include
#include
main()
{
  int testdev;
  int  i;
  char buf[10];
  testdev = open("/dev/test",O_RDWR);
  if ( testdev == -1 )
  {
   printf("Cann't open file \n");
   exit(0);
  }
  read(testdev,buf,10);
  for (i = 0; i


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u/13169/showart_86049.html