17-18_静态和动态申请字符类设备号

itop4412学习记录

 

1. 相关头文件与函数

1.1 fs.h

字符设备函数在文件“include/linux/fs.h”中
内核提供了三个函数来注册一组字符设备编号，这三个函数分别是
– register_chrdev_region()
– alloc_chrdev_region()
– register_chrdev()

（1）register_chrdev_region

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

from ：要分配的设备编号范围的初始值, 这组连续设备号的起始设备号, 相当于register_chrdev（）中主设备号
Count：连续编号范围.   是这组设备号的大小（也是次设备号的个数）
Name：编号相关联的设备名称. (/proc/devices); 本组设备的驱动名称

参考：register_chrdev_region/alloc_chrdev_region和cdev注册字符设备驱动

（2）alloc_chrdev_region

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,const char *name)
{
	struct char_device_struct *cd;
	cd = __register_chrdev_region(0, baseminor, count, name);
	if (IS_ERR(cd))
	    return PTR_ERR(cd);
	*dev = MKDEV(cd->major, cd->baseminor);
	return 0;
}

dev ：alloc_chrdev_region函数向内核申请下来的设备号

baseminor ：次设备号的起始

count：申请次设备号的个数

name ：执行 cat /proc/devices显示的名称

参考：字符设备驱动-使用alloc_chrdev_region+cdev注册设备驱动

（3）register_chrdev（老版本的字符设备申请函数）

int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops)

major： 主设备号，当用户设置为0时，内核会动态分配一个设备号。
name：设备名称
fops：文件系统的接口指针

参考：Linux字符设备注册函数 register_chrdev详解

1.2 kdev_t.h

头文件位置 “include/linux/kdev_t.h”。

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

宏定义：#define MKDEV(major,minor) (((major) << MINORBITS) | (minor))

major为主设备号   minor为次设备号

成功执行返回dev_t类型的设备编号，dev_t类型是unsigned int 类型，32位，用于在驱动程序中定义设备编号，高12位为主设备号，低20位为次设备号

可以通过MAJOR(dev)和MINOR(dev)来获得主设备号和次设备号。

原文链接：https://blog.csdn.net/u011328417/article/details/51968578

1.3 cdev.h

include/linux/cdev.h

struct cdev {
	struct kobject kobj;
	struct module *owner;
	const struct file_operations *ops;
	struct list_head list;
	dev_t dev;
	unsigned int count;
};

 cdev类型是是字符设备描述的结构， 其中的设备号dev，必须用“dev_t”类型来描述，高12位为主设备号，低20位为次设备号。
 

2. 静态申请字符类设备号

2.1 代码

equest_cdev_num.c

说明：register_chrdev_region(num_dev,DEVICE_MINOR_NUM,DEVICE_NAME)中，DEVICE_MINOR_NUM代表次设备的个数。

#include <linux/init.h>
/*包含初始化宏定义的头文件,代码中的module_init和module_exit在此文件中*/
#include <linux/module.h>
/*包含初始化加载模块的头文件,代码中的MODULE_LICENSE在此头文件中*/

/*定义module_param module_param_array的头文件*/
#include <linux/moduleparam.h>
/*定义module_param module_param_array中perm的头文件*/
#include <linux/stat.h>

/*三个字符设备函数*/
#include <linux/fs.h>
/*MKDEV转换设备号数据类型的宏定义*/
#include <linux/kdev_t.h>
/*定义字符设备的结构体*/
#include <linux/cdev.h>

#define DEVICE_NAME "scdev"
#define DEVICE_MINOR_NUM 2
#define DEV_MAJOR 0
#define DEV_MINOR 0

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
/*声明是开源的，没有内核版本限制*/
MODULE_AUTHOR("iTOPEET_dz");
/*声明作者*/

int numdev_major = DEV_MAJOR;
int numdev_minor = DEV_MINOR;

/*输入主设备号*/
module_param(numdev_major,int,S_IRUSR);
/*输入次设备号*/
module_param(numdev_minor,int,S_IRUSR);


static int scdev_init(void)
{
	int ret = 0;
	dev_t num_dev;	
	printk(KERN_EMERG "numdev_major is %d!\n",numdev_major);
	printk(KERN_EMERG "numdev_minor is %d!\n",numdev_minor);	
	if(numdev_major){
		num_dev = MKDEV(numdev_major,numdev_minor);
		ret = register_chrdev_region(num_dev,DEVICE_MINOR_NUM,DEVICE_NAME);
	}
	else{
		printk(KERN_EMERG "numdev_major %d is failed!\n",numdev_major);
	}
	
	if(ret<0){
		printk(KERN_EMERG "register_chrdev_region req %d is failed!\n",numdev_major);		
	}
	
	printk(KERN_EMERG "scdev_init!\n");
	/*打印信息，KERN_EMERG表示紧急信息*/
	return 0;
}

static void scdev_exit(void)
{
	printk(KERN_EMERG "scdev_exit!\n");
	unregister_chrdev_region(MKDEV(numdev_major,numdev_minor),DEVICE_MINOR_NUM);
}


module_init(scdev_init);
/*初始化函数*/
module_exit(scdev_exit);
/*卸载函数*/

Makefile

#!/bin/bash
#通知编译器我们要编译模块的哪些源码
#这里是编译itop4412_hello.c这个文件编译成中间文件mini_linux_module.o
obj-m += request_cdev_num.o 

#源码目录变量，这里用户需要根据实际情况选择路径
#作者是将Linux的源码拷贝到目录/home/topeet/android4.0下并解压的
KDIR := /home/topeet/iTop4412_Kernel_3.0

#当前目录变量
PWD ?= $(shell pwd)

#make命名默认寻找第一个目标
#make -C就是指调用执行的路径
#$(KDIR)Linux源码目录，作者这里指的是/home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0
#$(PWD)当前目录变量
#modules要执行的操作
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
		
#make clean执行的操作是删除后缀为o的文件
clean:
	rm -rf *.mod.c *.o *.order *.ko *.mod.o *.symvers

2.2 调试记录：

insmod request_cdev_num.ko numdev_major=9 numdev_minor=0

rmmod request_cdev_num.ko numdev_major=9 numdev_minor=0

3. 动态申请字符类设备号

3.1 驱动代码

request_acdev_num.c

#include <linux/init.h>
/*包含初始化宏定义的头文件,代码中的module_init和module_exit在此文件中*/
#include <linux/module.h>
/*包含初始化加载模块的头文件,代码中的MODULE_LICENSE在此头文件中*/

/*定义module_param module_param_array的头文件*/
#include <linux/moduleparam.h>
/*定义module_param module_param_array中perm的头文件*/
#include <linux/stat.h>

/*三个字符设备函数*/
#include <linux/fs.h>
/*MKDEV转换设备号数据类型的宏定义*/
#include <linux/kdev_t.h>
/*定义字符设备的结构体*/
#include <linux/cdev.h>

#define DEVICE_NAME "acdev"
#define DEVICE_MINOR_NUM 2
#define DEV_MAJOR 0
#define DEV_MINOR 0

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
/*声明是开源的，没有内核版本限制*/
MODULE_AUTHOR("iTOPEET_dz");
/*声明作者*/

int numdev_major = DEV_MAJOR;
int numdev_minor = DEV_MINOR;

/*输入主设备号*/
module_param(numdev_major,int,S_IRUSR);
/*输入次设备号*/
module_param(numdev_minor,int,S_IRUSR);


static int acdev_init(void)
{
	int ret = 0;
	dev_t num_dev;
	
	
	printk(KERN_EMERG "numdev_major is %d!\n",numdev_major);
	printk(KERN_EMERG "numdev_minor is %d!\n",numdev_minor);
	
	if(numdev_major){
		num_dev = MKDEV(numdev_major,numdev_minor);
		ret = register_chrdev_region(num_dev,DEVICE_MINOR_NUM,DEVICE_NAME);
	}
	else{
		/*动态注册设备号*/
		ret = alloc_chrdev_region(&num_dev,numdev_minor,DEVICE_MINOR_NUM,DEVICE_NAME);
		/*获得主设备号*/
		numdev_major = MAJOR(num_dev);
		printk(KERN_EMERG "adev_region req %d !\n",numdev_major);
	}
		
	if(ret<0){
		printk(KERN_EMERG "register_chrdev_region req %d is failed!\n",numdev_major);		
	}
		
	printk(KERN_EMERG "acdev_init!\n");
	/*打印信息，KERN_EMERG表示紧急信息*/
	return 0;
}

static void acdev_exit(void)
{
	printk(KERN_EMERG "acdev_exit!\n");
	unregister_chrdev_region(MKDEV(numdev_major,numdev_minor),DEVICE_MINOR_NUM);
}


module_init(acdev_init);
/*初始化函数*/
module_exit(acdev_exit);
/*卸载函数*/

Makefile

#!/bin/bash
#通知编译器我们要编译模块的哪些源码
#这里是编译itop4412_hello.c这个文件编译成中间文件mini_linux_module.o
obj-m += request_acdev_num.o 

#源码目录变量，这里用户需要根据实际情况选择路径
#作者是将Linux的源码拷贝到目录/home/topeet/android4.0下并解压的
KDIR := /home/topeet/iTop4412_Kernel_3.0

#当前目录变量
PWD ?= $(shell pwd)

#make命名默认寻找第一个目标
#make -C就是指调用执行的路径
#$(KDIR)Linux源码目录，作者这里指的是/home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0
#$(PWD)当前目录变量
#modules要执行的操作
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
		
#make clean执行的操作是删除后缀为o的文件
clean:
	rm -rf *.mod.c *.o *.order *.ko *.mod.o *.symvers

3.2 代码调试

[root@iTOP-4412]# insmod request_acdev_num.ko 

[root@iTOP-4412]# rmmod request_acdev_num