linux字符设备学习笔记【原创】
1、申请设备号
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
指定从设备号from开始,申请count个设备号,在/proc/devices中的名字为name。返回值:成功返回0,失败返回错误码。
2、动态的申请设备号
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)
动态申请从次设备号baseminor开始的count个设备号,在/proc/devices中的名字为name,并通过dev指针把分配到的设备号返回给调用函数者。返回值:成功返回0,失败返回错误码。
3、卸载申请的设备号
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
使用:释放从from开始count个设备号。
4、注册字符设备
1)分配cdev;
2)初始化cdev;
3)添加cdev;
4.1 分配cdev
struct cdev* test_cdev;
test_cdev = cdev_alloc();
4.2 初始化cdev
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
cdev:之前我定义的cdev结构体;fops:设备对应的文件操作结构体。返回值:(函数有可能失败,查看返回值是必须的);成功返回0,示范返回对应的错误码;
4.3 添加cdev
int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count)
cdev:指定要被添加的cdev结构体;dev:对应的设备号;count:从设备号dev开始添加count个设备.返回值:成功返回0,失败返回对应的错误码。
4.3 卸载cdev
void cdev_del(struct cdev *p)
5、error
Linux的出错处理在设计的时候是考虑了跟平台架构相关。
6、驱动、设备文件、设备号、应用程序之间的关系
设备号的申请通过register_chrdev_region()调用这个函数进行申请设备号,之后调用cdev_init()将设备注册进内核,要将设备号与驱动关联起来调用cdev_add(),要给应用程序提供一个接口去访问内核的驱动,需要创建一个文本文件可以手动的创建
mknod /dev/test c 250 0 应用程序通过open这个路径"/dev/test"就可以访问内核。
7、struct file
在内核中,file结构体是用来维护打开的文件的。每打开一次文件,内核空间里就会多增加一个file来维护,当文件关闭是释放。
loff_t f_pos;这是用来记录文件的偏移量。
8、等待队列
定义
wait_queue_head_t test_queue;
初始化
init_waitqueue_head(&test_queue); 如果condition为真,将进程加入等待队列并等待唤醒
wait_event_interruptible(wq, condition)函数调用成功会进入可中断休眠
wait_event(queue, condition)函数成功会进入不可中断休眠,不推荐 void wake_up(wait_queue_head_t *queue); //唤醒等待队列中所有休眠的进程
void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *queue); //唤醒等待队列中所有可中断睡眠的进
9、自旋锁、
使用静态定义并初始化:spinlock_t lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
使用动态定义并初始化:spinlock_t lock; spin_lock_init(&lock);
在进入临界区前,必须先获得锁,使用函数:spin_lock(&lock);
在退出临界区后,需要释放锁,使用函数:spin_unlock(&lock);
10、信号量
定义并初始化一个叫name的计数信号量,允许conut个进程同时持有锁:static DECLARE_SEMAPHORE_GENERIC(name, count)
定义并初始化一个叫name的互斥信号量:static DECLARE_MUTEX(name)\
第二种是动态定义并初始化:
struct semaphore sem;
sema_init(&sem, count);
/*初始化一个互斥信号量*/
#define init_MUTEX(sem) sema_init(sem, 1)
/*初始化一个互斥信号量并加锁*/
#define init_MUTEX_LOCKED(sem) sema_init(sem, 0)
获取信号量:
1/*获取信号量sem,如果不能获取,切换状态至TASK_UNINTERRUPTIBLE*/
voud down(struct semaphore *sem)
上面的函数不太常用,因为它的睡眠不能被中断打断,一般使用下面的函数
2/*获取信号量sem,如果不能获取,切换状态至TASK_INTERRUPTIBLE,如果睡眠期间被中断打断,函数返回非0值*/
int down_interruputible(struct semaphore *sem)
3/*尝试获得信号量,如果获得信号量就返回零,不能获得也不睡眠,返回非零值*/
int down_try_lock(struct semaphore *sem)
11、使用kmalloc需要包含的头文件
#include <linux/slab.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
12、IO内存
物理地址映射虚拟地址的函数
void *ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size);
撤销映射的函数
void ioumap(void *addr);
13、注册中断处理函数
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
使用:
将中断号irq与中断处理函数handler对应
参数:
irq:指定要分配的中断号,中断号的定义在“include/mach/irqs.h”中。注意,不管是单独占有中断请求线的中断,还是共享中断请求线的每个中断,都有一个对应的中断号。,所以,调用该函数不需要考虑是哪种中断(是否共享寄存器),你想哪种中断响应,你就填对应的中断号。
handler:中断处理函数指针。
irqflags:中断处理标记,待会介绍:
devname:该字符串将显示在/proc/irq和/pro/interrupt中。
dev_id:ID 号,待会会介绍。
返回值:成功返回0,失败返回非0。
释放中断
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
中断处理函数
static irqreturn_t intr_handler(int irq, void *dev_id)
第一个参数irq,这是调用中断处理函数时传给它的中断号,第二个参数dev_id,这个参数与request_irq()的参数dev_id一致
cat /proc/interrupts 查看自己申请中断的名称
14、tasklet的使用
定义一个结构体
struct tasklet_struct test_tasklet;
初始化结构体的tasklet的中断处理函数
void tasklet_fun(unsigned long data)
{
printk("---------%s---------\r\n",__func__);
printk("data[%ld]\r\n",data);
}
调用中断处理函数
tasklet_schedule(&test_tasklet);
初始化tasklet结构体将中断处理函数与之关联
tasklet_init(&test_tasklet,tasklet_fun,(unsigned long));
13 卸载tasklet_kill(&xiaobai_tasklet);
15、工作队列的使用
定义与创建工作队列:
struct workqueue_struct *test_wq;
test_wq = create_workqueue("test workqueue");
定义工作与处理函数
struct work_struct test_work;
void test_func(struct work_struct *work)
{
printk("hello test work!\n");
}
将工作与处理函数想关联
INIT_WORK(&test_work,test_func);
将工作加入工作队列进行调度
queue_work(test_wq,&test_work);
销毁工作队列
flush_workqueue(test_wq);
destroy_workqueue(test_wq);
16、定时器的使用
定义一个定时器
struct timer_list my_timer;
初始化定时器
init_timer(&my_timer);
设置超时时间和定时器的处理函数
my_timer.expires = jiffies + *HZ;
my_timer.function = timer_func,
my_timer.data = (unsigned long);
void timer_func(unsigned long data)
{
printk("-----------%s------------\r\n",__func__);
printk("time out![%ld][%s]\r\n",data,current->comm); //my_timer.expires = jiffies + 2*HZ;
//add_timer(&my_timer);
mod_timer(&my_timer,jiffies + *HZ);
} 激活定时器
add_timer(&my_timer);
在定时器的处理函数添加,每隔2秒就会执行一次定时器的处理函数
mod_timer(&my_timer,jiffies + *HZ);
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