RK3568驱动指南｜第二篇字符设备基础-第12章字符设备驱动框架实验

红李亚 | 2024-03-19 11:37:40 阅读：424

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。

第12章字符设备驱动框架实验

下面对前面三个章节进行总结，首先驱动向Linux内核进行设备号申请，之后的字符设备注册时，会对申请的设备号进行使用。而Linux 内核会将字符设备抽象成一个具体的struct cdev结构体，该结构体记录了字符设备的字符设备号、内核对象等信息，cdev_init(…)函数对结构体进行初始化之后，cdev_add(…)函数将设备号和cdev结构体进行链接，这时设备号才真正指向了内核中注册的设备。设备注册成功之后，此时还不能对字符设备进行文件操作，所以需要设备节节点来充当内核和用户层通信的桥梁，至此，前面三个章节就总结完成了，以上步骤并没有涉及到操作设备文件，本章节将对字符设备框架进行最终的完善。

12.1 文件操作集简介

在进行注册字符设备实验章节中，使用cdev_init(…)函数对struct cdev结构体类型变量和struct file_operations结构体类型变量相链接，struct file_operations结构体就是把系统调用和驱动程序关联起来的关键数据结构。该结构体的每一个成员都对应着一个系统调用，读取file_operation中相应的函数指针，接着把控制权转交给函数，从而完成了Linux设备驱动程序的工作。

file_operations结构体定义在“内核源码/include/linux/fs.h”文件中，下面对部分常用函数进行说明：

struct module *owner;

owner是第一个 file_operations 成员，它并不是一个操作, 而一个指向拥有该结构的模块的指针，避免正在操作时被卸载，一般为初始化为THIS_MODULES (在 <linux/module.h> 中定义的宏)

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);

read函数指针用来从设备中同步读取数据，读取成功返回读取的字节数。与应用程序中的 read函数对应。

ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);

write函数指针用来发送数据给设备. 写入成功返回写入的字节数。与应用程序中的write函数对应。

long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

unlocked_ioctl函数指针提供对于设备的控制功能，与应用程序中的ioctl函数对应。

int (*open) (struct inode *, struct file *);

open函数指针用于打开设备,与应用程序中的open函数对应。

int (*release) (struct inode *, struct file *);

release函数指针在file结构体释放时被调用

至此对于file_operations文件操作集的部分常用函数就介绍完了，填充了部分常用函数的 file_operations结构体如下（图12-1）所示：

static struct file_operations cdev_fops_test = {

.owner = THIS_MODULE,//将owner字段指向本模块，可以避免在模块的操作正在被使用时卸载该模块

.open = chrdev_open,//将open字段指向chrdev_open(...)函数

.read = chrdev_read,//将open字段指向chrdev_read(...)函数

.write = chrdev_write,//将open字段指向chrdev_write(...)函数

.release = chrdev_release,//将open字段指向chrdev_release(...)函数

};//定义file_operations结构体类型的变量cdev_test_ops

会在下个小节进行字符设备驱动框架实验代码的编写，在上一章节实验的基础上加入file_operations结构体，并通过应用程序对字符设备驱动进行文件操作测试。

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