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RK3568驱动指南|第二篇 字符设备基础-第10章 注册字符设备实验
红李亚 | 2024-03-13 11:04:01    阅读:32   发布文章

瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC,采用22nm制程工艺,搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码,支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU,可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统,主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。
在上一小节中已经对设备号的相关知识进行了讲解,并成功申请到了设备号,那在Linux系统中,设备号是怎样与字符设备进行关联的呢?字符设备又是怎样注册的呢?带着疑问,让我们开始本章节的学习吧。
10.1 注册字符设备
注册字符设备可以分为两个步骤:
1.字符设备初始化
2.字符设备的添加
10.1.1 字符设备初始化
字符设备初始化所用到的函数为cdev_init(…),在对该函数讲解之前,首先对cdev结构体进行介绍。
Linux 内核中将字符设备抽象成一个具体的数据结构 (struct cdev), 我们可以理解为字符设备对象,cdev 记录了字符设备号、内核对象、文件操作file_operations结构体(设备的打开、读写、关闭等操作接口)等信息,struct cdev 结构体定义在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中(在编写驱动程序的时候要加入该文件的引用),如下(图10-1)所示:

关于该结构体参数的注释在上图已经添加,设备初始化所用到的函数为cdev_init(),该函数同样在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中所引用如下(图10-2)所示:

该函数的详细内容在“内核源码/include/fs/char_dev.c”文件中定义,如下(图10-3)所示:

图 10-3

函数作用:

初始化传入的cdev 类型的结构体,并与自定义的file_operations * 类型的结构体进行链接。

参数含义:

cdev: 要传入的cdev类型结构体,为要初始化的字符设备。

fops:要传入的file_operations *

类型结构体,关于file_operations结构体的相关的知识会在下一章节进行讲解。

**函数返回值:**无返回值。

10.1.2 字符设备的注册

字符设备的注册:

字符设备添加所用到的函数为cdev_add(),该函数在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中所引用,如下(图10-4)所示:

函数原型:

int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)

函数作用:

该函数向内核注册一个struct cdev结构体

参数含义:

(1)第一个参数为要添加的struct cdev 类型的结构体

(2)第二个参数为申请的字符设备号

(3)第三个参数为和该设备关联的设备编号的数量。

这两个参数直接赋值给struct cdev 的dev成员和count成员。

**函数返回值:**添加成功返回0,添加失败返回负数。

字符设备的注销:

字符设备删除所用到的函数为cdev_del(),该函数同样在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中所引用,如下(图10-5)所示:

函数原型:

void cdev_del(struct cdev *p)

函数作用:

该函数会向内核删除一个struct cdev 类型结构体

参数含义:

该函数只有一个参数,为要删除的struct cdev 类型的结构体

**函数返回值:**无返回值

至此,关于注册字符设备实验所用到的函数就讲解完成了,在下一小节中将编写注册字符设备代码。

10.2 实验程序的编写

本实验对应的网盘路径为:iTOP-RK3568开发板【底板V1.7版本】\03_【iTOP-RK3568开发板】指南教程\02_Linux驱动配套资料\04_Linux驱动例程\05。

本实验采用动态申请设备号的方式进行设备号的申请,然后对设备进行注册,并将申请到的主设备号和次设备号以及设备注册情况打印到终端上。

编写完成的cdev.c代码如下(图10-6)所示

编写完成的cdev.c代码如下(图10-6)所示

相较于上一章节实验,本章节的代码去掉了静态申请设备号部分代码,并在申请设备号完成之后注册了相应的字符设备,并在驱动出口函数中添加了相应的字符设备删除代码(相关代码已加粗)。

需要注意的是,字符设备的注册要放在申请字符设备号之后,字符设备的删除要放在释放字符驱动设备号之前。

10.3 运行测试

10.3.1 编译驱动程序

在上一小节中的cdev.c代码同一目录下创建 Makefile 文件,Makefile 文件内容如下(图10-7)所示:

对于Makefile的内容注释已在上图添加,保存退出之后,来到存放parameter.c和Makefile文件目录下,如下图(图10-8)所示:

然后使用命令“make”进行驱动的编译,编译完成如下图(图10-9)所示:

编译完会生成 cdev.ko目标文件,如下图(图10-10)所示:

至此我们的驱动模块就编译成功了,下面进行驱动的运行测试。

10.3.2 运行测试

开发板启动之后,使用以下命令进行驱动模块的加载,如下图(图10-11)所示:

insmod cdev.ko

可以看到动态申请设备号成功了,主设备号为236,次设备号为0,然后使用以下命令进行注册设备号的查看,如下图(图10-12)所示:

cat /proc/devices

可以看到主设备号236的设备名为chrdev_name,和驱动程序中设置的设备名称相同,证明字符设备注册成功了,最后可以使用以下命令对驱动进行卸载,卸载完成如下图(10-13)所示:

rmmod cdev.ko

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