学会编写Linux设备驱动

内核版本: 2.4.22阅读此文的目的: 学会编写Linux设备驱动。阅读此文的方法: 阅读以下2个文件: hello.c,asdf.c。此文假设读者:已经能用C语言编写Linux应用程序,理解"字符设备文件, 块设备文件, 主设备号, 次设备号",会写简单的Shell脚本和Makefile。1. "hello.c"--------------------------------/** 这是我们的第一个源文件,* 它是一个可以加载的内核模块,* 加载时显示"Hello,World!",* 卸载时显示"Bye!"。* 需要说明一点,写内核或内核模块不能用写应用程序时的系统调用或函数库,* 因为我们写的就是为应用程序提供系统调用的代码。* 内核有专用的函数库,如linux/kernel.h>, linux/fs.h>, linux/sche.h>等,* 现在还没必要了解得很详细,* 这里用到的printk的功能类似于printf。* "/usr/src/linux"是你实际的内核源码目录的一个符号链接,* 如果没有现在就创建一个,因为下面和以后都会用到。* 编译它用"gcc -c -I/usr/src/linux/include hello.c",* 如果正常会生成文件hello.o,* 加载它用"insmod hello.o",* 只有在文本终端下才能看到输出。* 卸载它用"rmmod hello"*//** 小技巧: 在用户目录的.bashrc里加上一行:* alias mkmod=''gcc -c -I/usr/src/linux/include''* 然后重新登陆Shell,* 以后就可以用"mkmod hello.c"的方式来编译内核模块了。*//* 开始例行公事 */#ifndef __KERNEL__# define __KERNEL__#endif#ifndef MODULE# define MODULE#endif#include linux/config.h>#include linux/module.h>MODULE_LICENSE("GPL");#ifdef CONFIG_SMP#define __SMP__#endif/* 结束例行公事 */#include linux/kernel.h> /* printk()在这个文件里 */static intinit_module(){printk("Hello,World!\n");return 0; /* 如果初始工作失败,就返回非0 */}static voidcleanup_module(){printk("Bye!\n");}------------------------------------2. "asdf.c"------------------------------------/** 这个文件是一个内核模块。* 内核模块的编译,加载和卸载在前面已经介绍了。* 这个模块的功能是,创建一个字符设备。* 这个设备是一块4096字节的共享内存。* 内核分配的主设备号会在加载模块时显示。*//* 开始例行公事 */#ifndef __KERNEL__# define __KERNEL__#endif#ifndef MODULE# define MODULE#endif#include linux/config.h>#include linux/module.h>#ifdef CONFIG_SMP#define __SMP__#endifMODULE_LICENSE("GPL");/* 结束例行公事 */#include asm/uaccess.h> /* copy_to_user(), copy_from_user */#include linux/fs.h> /* struct file_operations, register_chrdev(), ... */#include linux/kernel.h> /* printk()在这个文件里 */#include linux/sched.h> /* 和任务调度有关 */#include linux/types.h> /* u8, u16, u32 ... *//** 关于内核功能库,可以去网上搜索详细资料,*//* 文件被操作时的回调功能 */static int asdf_open (struct inode *inode, struct file *filp);static int asdf_release (struct inode *inode, struct file *filp);static ssize_t asdf_read (struct file *filp, char *buf, size_t count,loff_t *f_pos);static ssize_t asdf_write (struct file *filp, const char *buf, size_t count,loff_t *f_pos);static loff_t asdf_lseek (struct file * file, loff_t offset, int orig);/* 申请主设备号时用的结构, 在linux/fs.h里定义 */struct file_operations asdf_fops = {open: asdf_open,release: asdf_release,read: asdf_read,write: asdf_write,llseek: asdf_lseek,};static int asdf_major; /* 用来保存申请到的主设备号 */static u8 asdf_body[4096]="asdf_body\n"; /* 设备 */

static intinit_module(){printk ("Hi, This'' A Simple Device File!\n");asdf_major = register_chrdev (0, "A Simple Device File", asdf_fops); /* 申请字符设备的主设备号 */if (asdf_major 0) return asdf_major; /* 申请失败就直接返回错误编号 */printk ("The major is:%d\n", asdf_major); /* 显示申请到的主设备号 */return 0; /* 模块正常初始化 */}static voidcleanup_module(){unregister_chrdev(asdf_major, "A Simple Device File"); /* 注销以后,设备就不存在了 */printk("A Simple Device has been removed,Bye!\n");}/** 编译这个模块然后加载它,* 如果正常,会显示你的设备的主设备号。* 现在你的设备就建立好了,我们可以测试一下。* 假设你的模块申请到的主设备号是254,* 运行"mknod abc c 254 0",就建立了我们的设备文件abc。* 可以把它当成一个4096字节的内存块来测试一下,* 比如"cat abc", "cp abc image", "cp image abc",* 或写几个应用程序用它来进行通讯。* 介绍一下两个需要注意的事,* 一是printk()的显示只有在非图形模式的终端下才能看到,* 二是加载过的模块最好在不用以后卸载掉。* 如果对Linux环境的系统调用很陌生,建议先看APUE这本书。*/static intasdf_open /* open回调 */(struct inode *inode,struct file *filp){printk("^_^ : open %s\n ",\current->comm);/** 应用程序的运行环境由内核提供,内核的运行环境由硬件提供。* 这里的current是一个指向当前进程的指针,* 现在没必要了解current的细节。* 在这里,当前进程正打开这个设备,* 返回0表示打开成功,内核会给它一个文件描述符。* 这里的comm是当前进程在Shell下的command字符串。*/return 0;}static intasdf_release /* close回调 */(struct inode *inode,struct file *filp){printk("^_^ : close\n ");return 0;}static ssize_tasdf_read /* read回调 */(struct file *filp,char *buf,size_t count,loff_t *f_pos){loff_t pos;pos = *f_pos; /* 文件的读写位置 */if ((pos==4096) || (count>4096)) return 0; /* 判断是否已经到设备尾,或写的长度超过设备大小 */pos = count;if (pos > 4096) {count -= (pos - 4096);pos = 4096;}if (copy_to_user(buf, asdf_body *f_pos, count)) return -EFAULT; /* 把数据写到应用程序空间 */*f_pos = pos; /* 改变文件的读写位置 */return count; /* 返回读到的字节数 */}static ssize_tasdf_write /* write回调,和read一一对应 */(struct file *filp,const char *buf,size_t count,loff_t *f_pos){loff_t pos;pos = *f_pos;if ((pos==4096) || (count>4096)) return 0;pos = count;if (pos > 4096) {count -= (pos - 4096);pos = 4096;}if (copy_from_user(asdf_body *f_pos, buf, count)) return -EFAULT;*f_pos = pos;return count;}static loff_tasdf_lseek /* lseek回调 */(struct file * file,loff_t offset,int orig){loff_t pos;pos = file->f_pos;switch (orig) {case 0:pos = offset;break;case 1:pos = offset;break;case 2:pos = 4096 offset;break;default:return -EINVAL;}if ((pos>4096) || (pos0)) {printk("^_^ : lseek error %d\n",pos);return -EINVAL;}return file->f_pos = pos;}

linux操作系统文章专题:linux操作系统详解（linux不再难懂）

17 Shell 实战项目

Java 封装

14 DTL 常用过滤器使用