宋宝华Linux设备驱动开发详解，有哪些关键点易被忽视？

宋宝华Linux设备驱动开发详解

Linux设备驱动

Linux设备驱动是Linux内核的重要组成部分,负责管理硬件设备与操作系统之间的交互，一个优秀的设备驱动能够提高系统的稳定性和性能，本文将详细介绍宋宝华的Linux设备驱动开发方法。

设备驱动开发环境搭建

系统环境

宋宝华推荐使用Linux发行版,如Ubuntu、CentOS等，确保系统内核版本与开发需求相匹配。

开发工具

• GCC：C语言编译器，用于编译驱动代码。
• make：构建工具，用于构建驱动程序。
• vi或vim：文本编辑器，用于编写驱动代码。

设备驱动开发流程

设备驱动分类

根据设备类型,设备驱动分为字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动等。

设备驱动开发步骤

（1）需求分析：明确设备驱动功能、性能和接口要求。

（2）设备注册：向内核注册设备，包括设备名称、设备类、驱动程序等。

（3）设备初始化：初始化设备硬件资源，如分配内存、设置中断等。

（4）设备操作：实现设备读写、控制等功能。

（5）设备卸载：释放设备资源，如释放内存、关闭中断等。

设备驱动开发实例

以下以字符设备驱动为例,介绍宋宝华的Linux设备驱动开发方法。

创建设备文件

在根目录下创建设备文件,如/dev/mychar。

编写驱动代码

（1）包含头文件

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>

（2）定义设备结构体

struct mychar_dev {
    int major;
    struct class *cls;
    struct device *dev;
};

（3）初始化函数

static int __init mychar_init(void) {
    struct mychar_dev *mychar_dev;
    int major = register_chrdev(0, "mychar", &fops);
    if (major < 0) {
        printk(KERN_ALERT "mychar: can't get major number\n");
        return major;
    }
    printk(KERN_INFO "mychar: registered correctly with major number %d\n", major);
    mychar_dev = kmalloc(sizeof(struct mychar_dev), GFP_KERNEL);
    if (!mychar_dev) {
        unregister_chrdev(major, "mychar");
        printk(KERN_ALERT "mychar: can't allocate memory\n");
        return -ENOMEM;
    }
    mychar_dev->major = major;
    mychar_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "mychar");
    if (IS_ERR(mychar_dev->cls)) {
        unregister_chrdev(major, "mychar");
        printk(KERN_ALERT "mychar: can't register the class\n");
        kfree(mychar_dev);
        return PTR_ERR(mychar_dev->cls);
    }
    mychar_dev->dev = device_create(mychar_dev->cls, NULL, MKDEV(major, 0), mychar_dev, "mychar");
    if (IS_ERR(mychar_dev->dev)) {
        class_destroy(mychar_dev->cls);
        unregister_chrdev(major, "mychar");
        printk(KERN_ALERT "mychar: can't create the device\n");
        kfree(mychar_dev);
        return PTR_ERR(mychar_dev->dev);
    }
    return 0;
}

（4）退出函数

static void __exit mychar_exit(void) {
    struct mychar_dev *mychar_dev = kmalloc(sizeof(struct mychar_dev), GFP_KERNEL);
    if (mychar_dev) {
        device_destroy(mychar_dev->cls, MKDEV(mychar_dev->major, 0));
        class_destroy(mychar_dev->cls);
        unregister_chrdev(mychar_dev->major, "mychar");
        kfree(mychar_dev);
    }
}

（5）模块入口和出口

module_init(mychar_init);
module_exit(mychar_exit);

编译和安装驱动

（1）创建Makefile文件

obj-m += mychar.o
all:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

（2）编译和安装驱动

make
make modules_install

本文详细介绍了宋宝华的Linux设备驱动开发方法,包括开发环境搭建、开发流程和实例，通过学习本文，读者可以掌握Linux设备驱动开发的基本技能，为后续开发提供参考。