嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)之：字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)編程
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它們的函數(shù)格式如表11.3所示。
表11.3 設(shè)備號(hào)分配與釋放函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)
所需頭文件 | #includelinux/fs.h> |
函數(shù)原型 | intregister_chrdev_region(dev_tfirst,unsignedintcount,char*name) intalloc_chrdev_region(dev_t*dev,unsignedintfirstminor,unsignedintcount,char*name) voidunregister_chrdev_region(dev_tfirst,unsignedintcount) |
函數(shù)傳入值 | first：要分配的設(shè)備號(hào)的初始值 count：要分配（釋放）的設(shè)備號(hào)數(shù)目 name：要申請(qǐng)?jiān)O(shè)備號(hào)的設(shè)備名稱（在/proc/devices和sysfs中顯示） dev：動(dòng)態(tài)分配的第一個(gè)設(shè)備號(hào) |
函數(shù)返回值 | 成功：0（只限于兩種注冊(cè)函數(shù)） |
出錯(cuò)：-1（只限于兩種注冊(cè)函數(shù)） |
（3）最新版本的字符設(shè)備注冊(cè)。
在獲得了系統(tǒng)分配的設(shè)備號(hào)之后，通過(guò)注冊(cè)設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備號(hào)和驅(qū)動(dòng)程序之間的關(guān)聯(lián)。這里講解2.6內(nèi)核中的字符設(shè)備的注冊(cè)和注銷過(guò)程。
在Linux內(nèi)核中使用structcdev結(jié)構(gòu)來(lái)描述字符設(shè)備，我們?cè)隍?qū)動(dòng)程序中必須將已分配到的設(shè)備號(hào)以及設(shè)備操作接口（即為structfile_operations結(jié)構(gòu)）賦予structcdev結(jié)構(gòu)變量。首先使用cdev_alloc()函數(shù)向系統(tǒng)申請(qǐng)分配structcdev結(jié)構(gòu)，再用cdev_init()函數(shù)初始化已分配到的結(jié)構(gòu)并與file_operations結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)起來(lái)。最后調(diào)用cdev_add()函數(shù)將設(shè)備號(hào)與structcdev結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)并向內(nèi)核正式報(bào)告新設(shè)備的注冊(cè)，這樣新設(shè)備可以被用起來(lái)了。
如果要從系統(tǒng)中刪除一個(gè)設(shè)備，則要調(diào)用cdev_del()函數(shù)。具體函數(shù)格式如表11.4所示。
表11.4 最新版本的字符設(shè)備注冊(cè)
所需頭文件 | #includelinux/cdev.h> |
函數(shù)原型 | sturctcdev*cdev_alloc(void) voidcdev_init(structcdev*cdev,structfile_operations*fops) intcdev_add(structcdev*cdev,dev_tnum,unsignedintcount) voidcdev_del(structcdev*dev) |
函數(shù)傳入值 | cdev：需要初始化/注冊(cè)/刪除的structcdev結(jié)構(gòu) fops：該字符設(shè)備的file_operations結(jié)構(gòu) num：系統(tǒng)給該設(shè)備分配的第一個(gè)設(shè)備號(hào) count：該設(shè)備對(duì)應(yīng)的設(shè)備號(hào)數(shù)量 |
函數(shù)返回值 | 成功： cdev_alloc：返回分配到的structcdev結(jié)構(gòu)指針 cdev_add：返回0 |
出錯(cuò)： cdev_alloc：返回NULL cdev_add：返回-1 |
2.6內(nèi)核仍然保留早期版本的register_chrdev()等字符設(shè)備相關(guān)函數(shù)，其實(shí)從內(nèi)核代碼中可以發(fā)現(xiàn)，在register_chrdev()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中用到cdev_alloc()和cdev_add()函數(shù)，而在unregister_chrdev()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中調(diào)用cdev_del()函數(shù)。因此很多代碼仍然使用早期版本接口，但這種機(jī)制將來(lái)會(huì)從內(nèi)核中消失。
前面已經(jīng)提到字符設(shè)備的實(shí)際操作在structfile_operations結(jié)構(gòu)的一組函數(shù)中定義，并在驅(qū)動(dòng)程序中需要與字符設(shè)備結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)起來(lái)。下面討論structfile_operations結(jié)構(gòu)中最主要的成員函數(shù)和它們的用法。
（4）打開設(shè)備。
打開設(shè)備的函數(shù)接口是open，根據(jù)設(shè)備的不同，open函數(shù)接口完成的功能也有所不同，但通常情況下在open函數(shù)接口中要完成如下工作。
n 遞增計(jì)數(shù)器，檢查錯(cuò)誤。
n 如果未初始化，則進(jìn)行初始化。
n 識(shí)別次設(shè)備號(hào)，如果必要，更新f_op指針。
n 分配并填寫被置于filp->private_data的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
其中遞增計(jì)數(shù)器是用于設(shè)備計(jì)數(shù)的。由于設(shè)備在使用時(shí)通常會(huì)打開多次，也可以由不同的進(jìn)程所使用，所以若有一進(jìn)程想要?jiǎng)h除該設(shè)備，則必須保證其他設(shè)備沒(méi)有使用該設(shè)備。因此使用計(jì)數(shù)器就可以很好地完成這項(xiàng)功能。
這里，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器操作的是在2.6內(nèi)核早期版本的linux/module.h>中定義的3個(gè)宏，它們?cè)谧钚掳姹纠镌缇拖Я?，在下面列出只是為了幫讀者理解老版本中的驅(qū)動(dòng)代碼。
n MOD_INC_USE_COUNT：計(jì)數(shù)器加1。
n MOD_DEC_USE_COUNT：計(jì)數(shù)器減1。
n MOD_IN_USE：計(jì)數(shù)器非零時(shí)返回真。
另外，當(dāng)有多個(gè)物理設(shè)備時(shí)，就需要識(shí)別次設(shè)備號(hào)來(lái)對(duì)各個(gè)不同的設(shè)備進(jìn)行不同的操作，在有些驅(qū)動(dòng)程序中并不需要用到。
注意 | 雖然這是對(duì)設(shè)備文件執(zhí)行的第一個(gè)操作，但卻不是驅(qū)動(dòng)程序一定要聲明的操作。若這個(gè)函數(shù)的入口為NULL，那么設(shè)備的打開操作將永遠(yuǎn)成功，但系統(tǒng)不會(huì)通知驅(qū)動(dòng)程序。 |
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