如何编写Linux设备驱动程序

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 <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
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 < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");
return result;
}

if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}

　　在用insmod命令将编译好的模块调入内存时，init_module 函数被调用。在这里，init_module只做了一件事，就是向系统的字符设备表登记了一个字符设备。register_chrdev需要三个参数，参数一是希望获得的设备号，如果是零的话，系统将选择一个没有被占用的设备号返回。参数二是设备文件名，参数三用来登记驱动程序实际执行操作的函数的指针。

　　如果登记成功，返回设备的主设备号，不成功，返回一个负值。

void cleanup_module(void)
{
unregister_chrdev(test_major， "test");
}

　　在用rmmod卸载模块时，cleanup_module函数被调用，它释放字符设备test在系统字符设备表中占有的表项。

　　一个极其简单的字符设备可以说写好了，文件名就叫test.c吧。

　　下面编译

　　$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c

　　得到文件test.o就是一个设备驱动程序。

　　如果设备驱动程序有多个文件，把每个文件按上面的命令行编译，然后

　　ld -r file1.o file2.o -o modulename.

　　驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。

　　$ insmod -f test.o

　　如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test，并可以看到它的主设备号。

　　要卸载的话，运行

　　$ rmmod test

　　下一步要创建设备文件。

　　mknod /dev/test c major minor

　　c 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。

　　用shell命令

　　$ cat /proc/devices | awk "\\$2==\"test\" {print \\$1}"

　　就可以获得主设备号，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。

　　minor是从设备号，设置成0就可以了。

　　我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>