Linux驱动(11)--生成设备节点

生成设备节点

1. 生成设备节点
- 1.1 杂项设备
- 1.2 注册文件
- 1.3 生成设备节点源代码
- 1.4 生成设备节点步骤
- 1.5 需要注意的问题
2. 调用设备节点

1. 生成设备节点

1.1 杂项设备

所有的设备都有自己的设备号，我们可以利用命令：

cat /proc/devices

来观察设备号：

一共255个设备号，这些都是主设备号，这显然不够用的。所以很多驱动都挂载在杂线设备的下面，也就是设备号为10的misc下面，这样可以节省主设备号，而且这样可以减少一步注册主设备号的过程。

1.2 注册文件

杂项设备的初始化部分源文件“drivers/char/misc.c”，里面内容就是给字符驱动做一个简单的封装。注册文件在：

/LinuxKernelPath/include/linux/miscdevice.h

中，结构体miscdevice以及注册函数如下所示：

struct miscdevice  {int minor;const char *name;const struct file_operations *fops;struct list_head list;struct device *parent;struct device *this_device;const char *nodename;mode_t mode;
};
extern int misc_register(struct miscdevice * misc);
extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);

其中我们要用到的参数为：
.minor:设备号
.name:生成设备节点的名称
.fops：指向一个设备节点文件

1.3 生成设备节点源代码

生成设备节点的例程在Linux驱动(10)中的基础上添加的：

/*
Name:Device_Node.c
Author:Ethan
Version:1.0
Date:2019-11-30
*//*包含初始化宏定义的头文件，代码中的module_init和module_exit再次文件中)*/
#include<linux/init.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*/
#include<linux/module.h>
/*驱动注册的头文件，包含驱动的结构体以及注册和卸载的函数*/
#include<linux/platform_device.h>
/*注册杂项设备头文件*/
#include <linux/miscdevice.h>
/*注册设备节点的文件结构体*/
#include <linux/fs.h>/*声明驱动名称*/
#define DRIVER_NAME "helloworld_ctl"
/*声明设备节点名称*/
#define DEVICE_NAME "helloworld_node_ctl"/*声明是开源的，没有内核版本限制*/
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
/*声明作者*/
MODULE_AUTHOR("Ethan");/*定义文档打开函数*/
static int device_node_open(struct inode *inode, struct file *file){printk(KERN_EMERG "Hello open! \n");return 0;
} /*定义文档关闭函数*/
static int device_node_release(struct inode *inode, struct file *file){printk(KERN_EMERG "Hello release! \n");return 0;
} /*定义IO控制函数*/
static long device_node_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){printk("cmd is %d, arg is %d \n",cmd,arg);return 0;
} /*定义文件操作结构体*/
struct file_operations ops_device_node = {.owner = THIS_MODULE,.open = device_node_open,.release = device_node_release,.unlocked_ioctl = device_node_ioctl,
};/*定义杂项设备节点结构体*/
struct miscdevice misc_device_node = {/*自动分配设备号*/.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,/*生成设备节点名称*/.name = DEVICE_NAME,/*指向一个设备节点文件*/.fops= &ops_device_node,
};/*定义驱动的probe函数*/
static int hello_probe(struct platform_device *pdv){/*打印信息，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello probe! \n");/*注册杂项设备*/misc_register(&misc_device_node);return 0;
}/*定义驱动的remove函数*/
static int hello_remove(struct platform_device *pdv){/*打印信息，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello remove! \n");/*移除杂项设备*/misc_deregister(&misc_device_node);return 0;
}/*定义驱动的shutdown函数*/
static void hello_shutdown(struct platform_device *pdv){/*打印信息，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello shutdown! \n");}/*定义驱动的suspend函数*/
static int hello_suspend(struct platform_device *pdv){/*打印信息，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello suspend! \n");return 0;
}/*定义驱动的resume函数*/
static int hello_resume(struct platform_device *pdv){/*打印信息，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello resume! \n");return 0;
}/*定义驱动结构体*/
struct platform_driver helloworld_driver = {.probe = hello_probe,.remove = hello_remove,.shutdown = hello_shutdown,.suspend = hello_suspend,.resume = hello_resume,.driver ={.name = DRIVER_NAME,.owner = THIS_MODULE,}
};/*编写初始化函数*/
static int hello_init(void)
{/*定义驱动状态变量*/int driverState;/*打印hello world，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello World! \n");/*注册helloworld驱动*/driverState = platform_driver_register(&helloworld_driver);/*打印驱动注册状态，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "driverState is %d! \n",driverState);return 0;
}//编写卸载函数
static void hello_exit(void)
{/*打印see you，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "See you!\n");/*卸载helloworld驱动*/platform_driver_unregister(&helloworld_driver);}/*初始化函数*/
module_init(hello_init);
/*卸载函数*/
module_exit(hello_exit);

1.4 生成设备节点步骤

注册设备的步骤为下：
① 将Device_Node.c和Makefile文件移动到linux系统中的某一文件夹下（任意地方或者新建都可以）。
② 执行命令：

make

执行完毕之后可以在该文件夹下生成.ko文件，该文件就是编译生成的驱动。
③ 我们通过开发板来验证该驱动是否编写与编译成功：
—>将.ko文件拷贝到U盘中
—>用命令

mount /dev/sda1 /mnt/disk/

将U盘挂载。
—>可以用命令

ls /mnt/disk/

来列出已经编译成功的.ko文件
—>用加载命令，来加载我们编译好的驱动

insmod /mnt/disk/Device_Module.ko

结果为：

然我们使用命令：

ls /dev

观察我们生成的设备节点为：

1.5 需要注意的问题

设备节点是跟着驱动注册一起生成的，它放在驱动注册的prob函数中，切记，只有当驱动与设备名称一致时，设备节点才能注册成功！

2. 调用设备节点

调用设备节点就是将我们刚注册的设备节点helloworld_node_ctl当做文件来读取，源文件如下所示：

/*
Name:Device_Node_calls.c
Author:Ethan
Version:1.0
Date:2019-11-30
*/
/*调用打印函数printf*/
#include <stdio.h>
/*基本系统数据类型*/
#include <sys/types.h>
/*系统调用函数头文件，可以调用普通文件、目录、管道、socket、字符、块的属性*/
#include <sys/stat.h>
/*定义了open函数*/
#include <fcntl.h>
/*定义了close函数*/
#include <unistd.h>
/*定义了ioctl函数*/
#include <sys/ioctl.h>main(){/*定义文件句柄*/int fd;/*定义了设备节点的路径*/char *hello_node = "/dev/helloworld_node_ctl";/*O_RDWR只读打开,O_NDELAY非阻塞方式*/ if((fd = open(hello_node,O_RDWR|O_NDELAY))<0){printf("APP open %s failed",hello_node);}else{printf("APP open %s success",hello_node);/*向节点传递参数*/ioctl(fd,1,6);}close(fd);
}

调用设备节点的步骤请参考之前的博文：Linux基础(3)–搭建最小的Linux系统