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1、新字符設備驅動原理
使用 register_chrdev 函數注冊字符設備的時候只需要給定一個主設備號即可，但是這樣會
帶來兩個問題
- 需要我們事先確定好哪些主設備號沒有使用
-
會將一個主設備號下的所有次設備號都使用掉，比如現在設置 LED 這個主設備號為200，那么 0~1048575(2^20-1)?這個區(qū)間的次設備號就全部都被 LED 一個設備分走了。這樣太浪費次設備號了！一個 LED 設備肯定只能有一個主設備號，一個次設
舊字符驅動模式，如下所示：
新字符驅動模型，如下所示：
2、分配和釋放設備號
解決這兩個問題最好的方法就是要使用設備號的時候向 Linux 內核申請，需要幾個就申請
幾個，由 Linux 內核分配設備可以使用的設備號。
如果沒有指定設備號的話就使用如下函數來申請設備號：
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name) 如果給定了設備的主設備號和次設備號就使用如下所示函數來注冊設備號即可
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name) 注銷字符設備之后要釋放掉設備號 ，不管是通過 alloc_chrdev_region 函數還是
register_chrdev_region 函數申請的設備號，統(tǒng)一使用如下釋放函數：
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count) 綜上所述，新字符設備驅動下，設備號分配示例代碼如下：
int major; /* 主設備號 */int minor; /* 次設備號 */dev_t devid; /* 設備號 */if (major) { /* 定義了主設備號 */devid = MKDEV(major, 0); /* 大部分驅動次設備號都選擇 0*/register_chrdev_region(devid, 1, "test");} else { /* 沒有定義設備號 */alloc_chrdev_region(&devid, 0, 1, "test"); /* 申請設備號 */major = MAJOR(devid); /* 獲取分配號的主設備號 */minor = MINOR(devid); /* 獲取分配號的次設備號 */
}注銷設備很簡單，因為我們的CNT是1嘛，如下所示：
unregister_chrdev_region(devid, 1);3、新的字符設備注冊方法（cdev）
其中我們要涉及用到cdev，在 Linux 中使用 cdev 結構體表示一個字符設備，cdev 結構體在 include/linux/cdev.h 文件中的定義如下：
struct cdev {struct kobject kobj;struct module *owner;const struct file_operations *ops;struct list_head list;dev_t dev;unsigned int count;
}; 在 cdev 中有兩個重要的成員變量： ops 和 dev ，這兩個就是字符設備文件操作函數集合
file_operations 以及設備號 dev_t 。編寫字符設備驅動之前需要定義一個 cdev 結構體變量，這個
變量就表示一個字符設備，如下所示：
struct cdev test_cdev; 參數 cdev 就是要初始化的 cdev 結構體變量，參數 fops 就是字符設備文件操作函數集合。
使用 cdev_init 函數初始化 cdev 變量和向 Linux 系統(tǒng)添加字符設備 (cdev 結構體變量)的示例代碼如下：
struct cdev testcdev;/* 設備操作函數 */static struct file_operations test_fops = {.owner = THIS_MODULE,/* 其他具體的初始項 */
};testcdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&testcdev, &test_fops); /* 初始化 cdev 結構體變量 */cdev_add(&testcdev, devid, 1); /* 添加字符設備 */卸載刪除驅動時如下所示：
cdev_del(&testcdev); /* 刪除 cdev */4、創(chuàng)建以及刪除類和設備（class、device）
struct class *class; /* 類 */ struct device *device; /* 設備 */dev_t devid; /* 設備號 */ /* 驅動入口函數 */static int __init led_init(void){/* 創(chuàng)建類 */class = class_create(THIS_MODULE, "xxx");/* 創(chuàng)建設備 */device = device_create(class, NULL, devid, NULL, "xxx");return 0;}/* 驅動出口函數 */static void __exit led_exit(void){/* 刪除設備 */device_destroy(newchrled.class, newchrled.devid);/* 刪除類 */class_destroy(newchrled.class);}module_init(led_init);module_exit(led_exit);整體案例代碼如下所示：
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>#define NEWCHRLED_CHT 1 /* 設備號個數 */
#define NEWCHRLED_NAME "newchrled" /* 設備名字 */
#define LEDOFF 0 /* 關燈 */
#define LEDON 1 /* 開燈 */#define CCM_CCGR1_BASE (0X020C406C)
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE (0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE (0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE (0X0209C004)static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;struct newchrled_dev{dev_t devid; /* 設備號 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 類 */struct device *device; /* 設備 */int major; /* 主設備號*/int minor; /* 次設備號 */
}struct newchrled_dev newchrled; /* led設備 *//** @description : LED 打開/關閉* @param - sta : LEDON(0) 打開 LED，LEDOFF(1) 關閉 LED* @return : 無*/
void led_switch(u8 sta)
{u32 val = 0;if(sta == LEDON) {val = readl(GPIO1_DR);val &= ~(1 << 3); writel(val, GPIO1_DR);}else if(sta == LEDOFF) {val = readl(GPIO1_DR);val |= (1 << 3);writel(val, GPIO1_DR);}
}static int led_open (struct inode *inodp, struct file *filp)
{filp->private_data = &newchrled; return 0;
}static ssize_t led_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{return 0;
}/*
* @description : 向設備寫數據
* @param - filp : 設備文件，表示打開的文件描述符
* @param - buf : 要寫給設備寫入的數據
* @param - cnt : 要寫入的數據長度
* @param - offt : 相對于文件首地址的偏移
* @return : 寫入的字節(jié)數，如果為負值，表示寫入失敗
*/
static ssize_t led_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{int retvalue = 0;unsigned char databuf[1];unsigned char ledstat;retvalue = copy_from_user(databuf,buf,cnt);if(retvalue < 0){printk("kernel write failed\r\n");return -EFAULT;}ledstat = databuf[0];if(ledstat == LEDON){led_switch(LEDON);}else if(ledstat == LEDOFF){led_switch(LEDOFF);}return 0;
}/** @description : 關閉/釋放設備* @param - filp : 要關閉的設備文件(文件描述符)* @return : 0 成功;其他 失敗*/
static int led_release (struct inode *inodp, struct file *filp)
{return 0;
}static struct file_operations newchrled_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.read = led_read,.write = led_write,.release = led_release,
};static int __init led_init(void){int retvalue = 0;u32 val = 0;IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE,4);SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE,4);SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE,4);GPIO1_DR = ioremap(GPIO1_DR_BASE,4);GPIO1_GDIR = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE,4);/* 2、使能 GPIO1 時鐘 */val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);val &= ~(3 << 26); /* 清除以前的設置 */val |= (3 << 26); /* 設置新值 */writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);/* 3、設置 GPIO1_IO03 的復用功能，將其復用為* GPIO1_IO03，最后設置 IO 屬性。*/writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);/* 寄存器 SW_PAD_GPIO1_IO03 設置 IO 屬性 */writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);/* 4、設置 GPIO1_IO03 為輸出功能 */val = readl(GPIO1_GDIR);val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的設置 */val |= (1 << 3); /* 設置為輸出 */writel(val, GPIO1_GDIR);/* 5、默認關閉 LED */val = readl(GPIO1_DR);val |= (1 << 3); writel(val, GPIO1_DR);/* //設備號 名字 字符模型驅動的一個結構體retvalue = register_chrdev(LED_MAJOR,LED_NAME,&newchrled_fops);if(retvalue < 0){// exit} *//* 注冊字符設備驅動 *//* 1、創(chuàng)建設備號 */if(newchrled.major){newchrled.devid = MKDEV(newchrled.major, 0);register_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_CHT, NEWCHRLED_NAME);} else {alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, NEWCHRLED_CHT, NEWCHRLED_NAME);newchrled.major = MAJOR(newchrled.devid);newchrled.minor = MINOR(newchrled.devid);}printk("newchrled major = %d,minor = %d \r\n",newchrled.major,newchrled.minor);/* 2、初始化 cdev */newchrled.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&newchrled.cdev,&newchrled_fops);/* 3、添加一個 cdev */cdev_add(&newchrled.cdev, newchrled.devid, NEWCHRLED_CHT);/* 4、創(chuàng)建類 */newchrled.class = class_create(THIS_MODULE, NEWCHRLED_NAME);if(IS_ERR(newchrled.class)){return PTR_ERR(newchrled.class);}/* 5、創(chuàng)建設備 */newchrled.device = device_create(newchrled.class, NULL, newchrled.devid, NULL, NEWCHRLED_NAME);if(IS_ERR(newchrled.device)){return PTR_ERR(newchrled.device);}return 0;
}static void __exit led_exit(void){iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);iounmap(GPIO1_DR);iounmap(GPIO1_GDIR);/* unregister_chrdev(LED_MAJOR,LED_NAME); *//* 注銷字符設備 */cdev_del(&newchrled.cdev);unregister_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_CHT);device_destroy(newchrled.class,newchrled.devid);class_destroy(newchrled.class);
}module_init(led_init);
module_exit(led_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("7yewh");