i.MX6ULL|字符設備驅動流程深究

上一篇介紹了虛擬字符設備的驅動，這篇就深入學習字符驅動的流程，看看字符驅動和應用層是怎么配合使用的！

1、備份原來的驅動

2、修改原來的驅動

在打印輸出時，[BSP]開頭表示驅動，[APP]開頭表示應用，Makefile不用修改；

chrdevbase.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


#define CHRDEVBASE_MAJOR  200        /* 主設備號 */
#define CHRDEVBASE_NAME    "chrdevbase"   /* 設備名   */


static char readbuf[100];    /* 讀緩沖區 */
static char writebuf[100];    /* 寫緩沖區 */
static char kerneldata[] = {"kernel data!"};


/*
 * @description    : 打開設備
 * @param - inode   : 傳遞給驅動的inode
 * @param - filp   : 設備文件，file結構體有個叫做private_data的成員變量
 *             一般在open的時候將private_data指向設備結構體。
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
static int chrdevbase_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  //printk("chrdevbase open!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 從設備讀取數據 
 * @param - filp   : 要打開的設備文件(文件描述符)
 * @param - buf   : 返回給用戶空間的數據緩沖區
 * @param - cnt   : 要讀取的數據長度
 * @param - offt   : 相對于文件首地址的偏移
 * @return       : 讀取的字節數，如果為負值，表示讀取失敗
 */
static ssize_t chrdevbase_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
  int retvalue = 0;
  
  /* 向用戶空間發送數據 */
  memcpy(readbuf, kerneldata, sizeof(kerneldata));
  retvalue = copy_to_user(buf, readbuf, cnt);
  if(retvalue == 0){
    printk("[BSP]kernel senddata ok!
");
  }else{
    printk("[BSP]kernel senddata failed!
");
  }
  
  //printk("chrdevbase read!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 向設備寫數據 
 * @param - filp   : 設備文件，表示打開的文件描述符
 * @param - buf   : 要寫給設備寫入的數據
 * @param - cnt   : 要寫入的數據長度
 * @param - offt   : 相對于文件首地址的偏移
 * @return       : 寫入的字節數，如果為負值，表示寫入失敗
 */
static ssize_t chrdevbase_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
  int retvalue = 0;
  /* 接收用戶空間傳遞給內核的數據并且打印出來 */
  retvalue = copy_from_user(writebuf, buf, cnt);
  if(retvalue == 0){
    printk("[BSP]kernel recevdata:%s
", writebuf);
  }else{
    printk("[BSP]kernel recevdata failed!
");
  }
  
  //printk("chrdevbase write!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 關閉/釋放設備
 * @param - filp   : 要關閉的設備文件(文件描述符)
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
static int chrdevbase_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  //printk("chrdevbase release！
");
  return 0;
}


/*
 * 設備操作函數結構體
 */
static struct file_operations chrdevbase_fops = {
  .owner = THIS_MODULE,  
  .open = chrdevbase_open,
  .read = chrdevbase_read,
  .write = chrdevbase_write,
  .release = chrdevbase_release,
};


/*
 * @description  : 驅動入口函數 
 * @param     : 無
 * @return     : 0 成功;其他 失敗
 */
static int __init chrdevbase_init(void)
{
  int retvalue = 0;


  /* 注冊字符設備驅動 */
  retvalue = register_chrdev(CHRDEVBASE_MAJOR, CHRDEVBASE_NAME, &chrdevbase_fops);
  if(retvalue < 0){
    printk("[BSP]chrdevbase driver register failed
");
  }
  printk("[BSP]chrdevbase init!
");
  return 0;
}


/*
 * @description  : 驅動出口函數
 * @param     : 無
 * @return     : 無
 */
static void __exit chrdevbase_exit(void)
{
  /* 注銷字符設備驅動 */
  unregister_chrdev(CHRDEVBASE_MAJOR, CHRDEVBASE_NAME);
  printk("[BSP]chrdevbase exit!
");
}


/* 
 * 將上面兩個函數指定為驅動的入口和出口函數 
 */
module_init(chrdevbase_init);
module_exit(chrdevbase_exit);


/* 
 * LICENSE和作者信息
 */
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

chrdevbaseApp.c

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"


static char usrdata[] = {"usr data!"};


/*
 * @description    : main主程序
 * @param - argc   : argv數組元素個數
 * @param - argv   : 具體參數
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
  int fd, retvalue;
  char *filename;
  char readbuf[100], writebuf[100];


  if(argc != 3){
    printf("[APP]Error Usage!
");
    return -1;
  }


  filename = argv[1];


  /* 打開驅動文件 */
  fd  = open(filename, O_RDWR);
  if(fd < 0){
    printf("[APP]Can't open file %s
", filename);
    return -1;
  }


  if(atoi(argv[2]) == 1){ /* 從驅動文件讀取數據 */
    retvalue = read(fd, readbuf, 50);
    if(retvalue < 0){
      printf("[APP]read file %s failed!
", filename);
    }else{
      /*  讀取成功，打印出讀取成功的數據 */
      printf("[APP]read data:%s
",readbuf);
    }
  }


  if(atoi(argv[2]) == 2){
   /* 向設備驅動寫數據 */
    memcpy(writebuf, usrdata, sizeof(usrdata));
    retvalue = write(fd, writebuf, 50);
    if(retvalue < 0){
      printf("[APP]write file %s failed!
", filename);
    }
  }


  /* 關閉設備 */
  retvalue = close(fd);
  if(retvalue < 0){
    printf("[APP]Can't close file %s
", filename);
    return -1;
  }


  return 0;
}

3、編譯驅動和應用

4、復制需要的文件到根文件系統中

將 chrdevbase.ko 和 chrdevbaseAPP 復制到 rootfs/lib/modules/4.1.15 目錄中：

5、啟動內核

在uboot界面輸入下面指令啟動系統，

tftp80800000zImage
tftp 83000000 imx6ull-14x14-evk.dtb
bootz 80800000 - 83000000

6、加載設備驅動

需要進入驅動文件目錄才能加載設備驅動；

//加載驅動
insmod chrdevbase.ko
// 查看驅動
lsmod
// 指令查看devices 信息
cat /proc/devices

效果如圖：

7、創建設備節點文件

輸入如下命令創建/dev/chrdevbase 這個設備節點文件：

mknod /dev/chrdevbase c 200 0

8、驗證讀寫

// 讀
./chrdevbaseApp /dev/chrdevbase 1
// 寫
./chrdevbaseApp /dev/chrdevbase 2


//可以使用下面這行輸出文件名稱，輸出/dev/chrdevbase
printf("filename:%s
",argv[1]);
//可以使用下面這行輸出參數，輸出1或者 2
printf("dat:%d
",atoi(argv[2]);

讀的流程：

寫的流程：

注意事項

下面這個函數的打印輸出會印象到應用層的輸出，看到應用層輸出異常就把這個函數的輸出給屏蔽就好；

審核編輯：湯梓紅