嵌入式Linux设备驱动开发之test驱动实验内容解析

11.7 实验内容——test驱动
　　1．实验目的
　　该实验是编写最简单的字符驱动程序，这里的设备也就是一段内存，实现简单的读写功能，并列出常用格式的Makefile以及驱动的加载和卸载脚本。读者可以熟悉字符设备驱动的整个编写流程。
　　2．实验内容
　　该实验要求实现对虚拟设备（一段内存）的打开、关闭、读写的操作，并要通过编写测试程序来测试虚拟设备及其驱动运行是否正常。
　　3．实验步骤
　　（1）编写代码。
　　这个简单的驱动程序的源代码如下所示：
　　/* test_drv.c */
　　#include 《linux/module.h》
　　#include 《linux/init.h》
　　#include 《linux/fs.h》
　　#include 《linux/kernel.h》
　　#include 《linux/slab.h》
　　#include 《linux/types.h》
　　#include 《linux/errno.h》
　　#include 《linux/cdev.h》
　　#include 《asm/uaccess.h》
　　#define TEST_DEVICE_NAME “test_dev”
　　#define BUFF_SZ 1024
　　/*全局变量*/
　　static struct cdev test_dev;
　　unsigned int major =0;
　　static char *data = NULL;
　　/*读函数*/
　　static ssize_t test_read（struct file *file，
　　char *buf， size_t count， loff_t *f_pos）
　　{
　　int len;
　　if （count 《 0 ）
　　{
　　return -EINVAL;
　　}
　　len = strlen（data）;
　　count = （len 》 count）？count:len;
　　if （copy_to_user（buf， data， count）） /* 将内核缓冲的数据拷贝到用户空间*/
　　{
　　return -EFAULT;
　　}
　　return count;
　　}
　　/*写函数*/
　　static ssize_t test_write（struct file *file， const char *buffer，
　　size_t count， loff_t *f_pos）
　　{
　　if（count 《 0）
　　{
　　return -EINVAL;
　　}
　　memset（data， 0， BUFF_SZ）;
　　count = （BUFF_SZ 》 count）？count:BUFF_SZ;
　　if （copy_from_user（data， buffer， count）） /* 将用户缓冲的数据复制到内核空间*/
　　{
　　return -EFAULT;
　　}
　　return count;
　　}
　　/*打开函数*/
　　static int test_open（struct inode *inode， struct file *file）
　　{
　　printk（“This is open operation\n”）;
　　/* 分配并初始化缓冲区*/
　　data = （char*）kmalloc（sizeof（char） * BUFF_SZ， GFP_KERNEL）;
　　if （！data）
　　{
　　return -ENOMEM;
　　}
　　memset（data， 0， BUFF_SZ）;
　　return 0;
　　}
　　/*关闭函数*/
　　static int test_release（struct inode *inode，struct file *file）
　　{
　　printk（“This is release operation\n”）;
　　if （data）
　　{
　　kfree（data）; /* 释放缓冲区*/
　　data = NULL; /* 防止出现野指针 */
　　}
　　return 0;
　　}
　　/* 创建、初始化字符设备，并且注册到系统*/
　　static void test_setup_cdev（struct cdev *dev， int minor，
　　struct file_operations *fops）
　　{
　　int err， devno = MKDEV（major， minor）;
　　cdev_init（dev， fops）;
　　dev-》owner = THIS_MODULE;
　　dev-》ops = fops;
　　err = cdev_add （dev， devno， 1）;
　　if （err）
　　{
　　printk （KERN_NOTICE “Error %d adding test %d”， err， minor）;
　　}
　　}
　　/* 虚拟设备的file_operations结构 */
　　static struct file_operations test_fops =
　　{
　　.owner = THIS_MODULE，
　　.read = test_read，
　　.write = test_write，
　　.open = test_open，
　　.release = test_release，
　　};
　　/*模块注册入口*/
　　int init_module（void）
　　{
　　int result;
　　dev_t dev = MKDEV（major， 0）;
　　if （major）
　　{/* 静态注册一个设备，设备号先前指定好，并设定设备名，用cat /proc/devices来查看 */
　　result = register_chrdev_region（dev， 1， TEST_DEVICE_NAME）;
　　}
　　else
　　{
　　result = alloc_chrdev_region（&dev， 0， 1， TEST_DEVICE_NAME）;
　　}
　　if （result 《 0）
　　{
　　printk（KERN_WARNING “Test device： unable to get major %d\n”， major）;
　　return result;
　　}
　　test_setup_cdev（&test_dev， 0， &test_fops）;
　　printk（“The major of the test device is %d\n”， major）;
　　return 0;
　　}
　　/*卸载模块*/
　　void cleanup_module（void）
　　{
　　cdev_del（&test_dev）;
　　unregister_chrdev_region（MKDEV（major， 0）， 1）;
　　printk（“Test device uninstalled\n”）;
　　}
　　（2）编译代码。
　　虚拟设备的驱动程序的Makefile如下所示：
　　ifeq （$（KERNELRELEASE），）
　　KERNELDIR ？= /lib/modules/$（shell uname -r）/build /*内核代码编译路径*/
　　PWD ：= $（shell pwd）
　　modules：
　　$（MAKE） -C $（KERNELDIR） M=$（PWD） modules
　　modules_install：
　　$（MAKE） -C $（KERNELDIR） M=$（PWD） modules_install
　　clean：
　　rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
　　.PHONY： modules modules_install clean
　　else
　　obj-m ：= test_drv.o /* 将生成的模块为test_drv.ko*/
　　endif