linux驱动设备学习(1)

1,概述

linux设备驱动分为三种：字符驱动设备、块驱动设备、网络设备

架构：

1，字符设备驱动

　　是指只能一个字节一个字节读写的设备，不能随机读取设备内存中的某一数据，读取数据需要按照先后数据。字符设备是面向流的设备，常见的字符设备有鼠标、键盘、串口、控制台和LED设备等。

2.块设备驱动

　　是指可以从设备的任意位置读取一定长度数据的设备。块设备包括硬盘、磁盘、U盘和SD卡等。

3网络设备驱动

　　网卡驱动，CAN驱动等

2，驱动的静态加载和动态加载

区别：

1，编译选择不一样。选择 * 就是编入内核镜像，选择 M 是单独编为一个驱动模块，独立存在于文件系统上；

2，静态加载，在内核中加载时间靠前；动态加载，在文件系统中为 .ko的文件，需要等到系统跑起来之后，手动用insmod 命令加载，时间相对靠后。

动态加载的优势：

1，支持热插拔

2，有利于驱动调试

3，开机优化。界面启动快

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字符设备驱动：

1，概念

（1）设备号

　　　　内核中通过类型 dev_t 来描述设备号，其实质是 unsigned int 32位整数，其中高12位为主设备号（用来区分不同类别的设备），低20位为次设备号（用来区分同一类别的不同设备）

　　　　注册函数：

　　　　　　1. 静态申请：

　　　　　　　　int register_chrdev_region (dev_t from, unsigned count, const char *name)

/**
 * register_chrdev_region() - register a range of device numbers
 * @from: the first in the desired range of device numbers; must include
 *        the major number.
 * @count: the number of consecutive device numbers required
 * @name: the name of the device or driver.
 *
 * Return value is zero on success, a negative error code on failure.
 */

　　　　　　2.动态分配：　　

　　　　　　　　int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)；　　

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)；
     /**
 * alloc_chrdev_region() - register a range of char device numbers
 * @dev: output parameter for first assigned number
 * @baseminor: first of the requested range of minor numbers
 * @count: the number of minor numbers required
 * @name: the name of the associated device or driver
 *
 * Allocates a range of char device numbers.  The major number will be
 * chosen dynamically, and returned (along with the first minor number)
 * in @dev.  Returns zero or a negative error code.
 */

　　　　　　 3.注销设备号：

　　　　　　　　void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)；

　　　　　　获取设备号：

#define MINORBITS    20
#define MINORMASK    ((1U << MINORBITS) - 1)
#define MAJOR(dev)    ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS))
#define MINOR(dev)    ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK))
#define MKDEV(ma,mi)    (((ma) << MINORBITS) | (mi))

（2）设备信息的描述

struct cdev {
    struct kebject kobj;　　　　　　　　　　　　　　　　//由内核中设备管理模型来操作
    struct module  *owner;　　　　　　　　　　　　　　 //为了加载驱动实现的，都会给它赋值　　
    const  struct  file_operations  *ops;　　　　　 //函数集
    struct  list_head  list;　　　　　　　　　　　　　　//链表
    dev_t  dev;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//设备号
    unsignde int count;　　　　　　　　　　　　　　　　　//支持的设备
};

（3）设备行为的描述

/include/linux/fs.h

struct file_openrations {
    struct module  *owner;
    …………
    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 *);
    …………
}

从下一节开始，我们手动编写一个字符驱动。

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