14。字符设备框架介绍与实现openwrt入门经典教程

　　14。字符设备框架介绍与实现
　　实验目的
　　掌握编写一个字符设备驱动程序的框架、必须的步骤
　　1字符设备驱动程序框架简介
　　我们在学习C语言的时候，知道每个应用程序的入口函数，即第一个被执行的函数是main函数，那么，我们自己的驱动程序，哪个函数是入口函数呢？
　　在写驱动程序时，驱动函数的名字可以任意取，常常为xxxxinit（），当实现好这个xxxxinit（）函数以后，内核其实并不知道这个就是我们驱动的入口函数，因此我们要想办法告诉内核，我们的入口函数是哪个？我们通过moduleinit（）函数来告诉内核，具体如下。
　　moduleinit（drvinit）；
　　通过上面的修饰以后，drvinit（）这个函数就变成了我们的驱动程序的入口函数了。当然，有入口函数，自然还需要一个出口函数，我们通过moduleexit（）函数来告诉内核，具体如下。
　　moduleexit（drvexit）；
　　从上一章中，我们知道，应用程序是通过open、read、write。。。函数来和我们的驱动程序进行交互的，那么我们的驱动程序是怎么给应用程序提供这些接口的呢？我们在写驱动程序的时候，我们首先需要定义出一个fileoperations结构体，该结构体是驱动和应用程序交互的接口。具体定义如下。
　　structfileoperations｛
　　structmoduleowner；
　　lofft（llseek）（structfile，lofft，int）；ssizet（read）（structfile，charuser，sizet，lofft）；ssizet（write）（structfile，constcharuser，sizet，lofft）；ssizet（aioread）（structkiocb，conststructiovec，unsignedlong，lofft）；
　　ssizet（aiowrite）（structkiocb，conststructiovec，unsignedlong，lofft）；int（readdir）（structfile，void，filldirt）；unsignedint（poll）（structfile，structpolltablestruct）；
　　long（unlockedioctl）（structfile，unsignedint，unsignedlong）；
　　long（compatioctl）（structfile，unsignedint，unsignedlong）；
　　int（mmap）（structfile，structvmareastruct）；
　　int（open）（structinode，structfile）；
　　int（flush）（structfile，flownertid）；int（release）（structinode，structfile）；
　　int（fsync）（structfile，lofft，lofft，intdatasync）；int（aiofsync）（structkiocb，intdatasync）；
　　int（fasync）（int，structfile，int）；
　　int（lock）（structfile，int，structfilelock）；ssizet（sendpage）（structfile，structpage，int，sizet，lofft，int）；unsignedlong（getunmappedarea）（structfile，unsignedlong，unsignedlong，
　　unsignedlong，unsignedlong）；
　　int（checkflags）（int）；
　　int（flock）（structfile，int，structfilelock）；
　　ssizet（splicewrite）（structpipeinodeinfo，structfile，lofft，
　　sizet，unsignedint）；
　　ssizet（spliceread）（structfile，lofft，structpipeinodeinfo，sizet，unsigned
　　int）；
　　int（setlease）（structfile，long，structfilelock）；
　　long（fallocate）（structfilefile，intmode，lofftoffset，lofftlen）；
　　｝；
　　我们的驱动程序要给应用程序提供哪些接口，就只需要填充相应的成员即可。比如我们想提供open、close、read、write、ioctl这三个接口，就应该如下定义。
　　当fileoperations结构体定义、设置好以后，我们只需要通过registerchrdev（）函数将该结构体注册进内核即可。
　　2字符设备驱动程序框架实现
　　经过前面部分的讲解，相信大家一定对如何写一个自己的驱动程序，有所感悟了。接下来，给大家一个简单的驱动程序的例子，可以用于作为框架模板，以后的驱动都可以基于该驱动进行修改。
　　在本实验的附件：字符设备框架程序模板文件夹中就有我们提供的模板，大家可以打开进行阅读，这里也把源码复制出来：
　　随着后面驱动程序的编写，大家就会熟悉这个模板了，同时熟悉字符设备驱动框架。
　　驱动程序模板
　　版本：V1
　　使用方法（末行模式下）：
　　：sxxx你的驱动名称g
　　include
　　include
　　include
　　include
　　include
　　include
　　include
　　include
　　includeincludeinclude
　　includeinclude
　　include
　　include
　　includeinclude
　　includeincludeincludeincludeincludeincludeincludeinclude
　　基本定义
　　内核空间缓冲区定义
　　if0
　　defineKBMAXSIZE20definekbuf〔KBMAXSIZE〕；
　　endif
　　加密函数参数内容：IOW（IOWCHAR，IOWNUMn，IOWTYPE）
　　加密函数用于xxxioctl函数中
　　使用举例：ioctl（fd，IOW（L，0x80，long），0x1）；
　　defineNUMnxxx，ifyouneed！
　　defineIOWCHARL
　　defineIOWTYPElong
　　defineIOWNUM10x80
　　初始化函数必要资源定义
　　用于初始化函数当中
　　devicenumber；
　　devtdevnum；
　　structdev
　　structcdevxxxcdev；
　　automknodedevxxxcdevnumminornum
　　structclassxxxclassNULL；
　　structdevicexxxdeviceNULL；
　　结构体fileoperations成员函数
　　open
　　staticintxxxopen（structinodeinode，structfilefile）
　　｛
　　printk（xxxdriveopen。。。）；
　　return0；
　　｝
　　close
　　staticintxxxclose（structinodeinode，structfilefile）
　　｛
　　printk（xxxdriveclose。。。）；
　　return0；
　　｝
　　read
　　staticssizetxxxread（structfilefile，charuserbuffer，
　　sizetlen，lofftpos）
　　｛
　　intretv0；
　　printk（xxxdriveread。。。）；
　　returnretv；
　　｝
　　write
　　staticssizetxxxwrite（structfilefile，constcharuserbuffer，
　　sizetlen，lofftoffset）
　　｛
　　intretv0；
　　printk（xxxdrivewrite。。。）；
　　returnretv；
　　｝
　　unlockedioctl
　　staticintxxxioctl（structfilefilp，unsignedintcmd，unsignedlongarg）
　　｛
　　intretv0；
　　printk（xxxdriveioctl。。。）；
　　switch（cmd）
　　｛
　　常规：
　　cmd值自行进行修改
　　case0x1：
　　｛
　　if（arg0x1）第二条件；
　　｛
　　｝
　　｝
　　break；
　　带密码保护：
　　请在基本定义进行必要的定义
　　caseIOW（IOWCHAR，IOWNUM1，IOWTYPE）：
　　｛
　　if（arg0x1）第二条件
　　｛
　　｝
　　｝
　　break；
　　default：break；
　　｝
　　returnretv；
　　｝
　　结构体：fileoperations
　　struct
　　staticconststructfileoperationsxxxfops｛
　　。ownerTHISMODULE，
　　。openxxxopen，
　　。releasexxxclose，
　　。readxxxread，
　　。writexxxwrite，。unlockedioctlxxxioctl，
　　｝；
　　functions：init，exit
　　条件值变量，用于指示资源是否正常使用
　　unsignedcharinitflag0；
　　unsignedcharaddcodeflag0；
　　init
　　staticinitintxxxinit（void）
　　｛
　　intretv0；
　　printk（xxxdriveinit。。。）；
　　函数allocchrdevregion主要参数说明：
　　参数2：次设备号
　　参数3：创建多少个设备
　　if（（retvallocchrdevregion（devnum，0，1，xxx））0）
　　｛
　　gotodevregerror；
　　｝
　　initflag1；标示设备创建成功；
　　printk（Thedriveinfoofxxx：major：dminor：d，MAJOR（devnum），MINOR（devnum））；
　　cdevinit（xxxcdev，xxxfops）；
　　if（（retvcdevadd（xxxcdev，devnum，1））！0）
　　｛
　　gotocdevadderror；
　　｝
　　xxxclassclasscreate（THISMODULE，xxx）；
　　if（ISERR（xxxclass））
　　｛
　　gotoclasscerror；
　　｝
　　xxxdevicedevicecreate（xxxclass，NULL，devnum，NULL，xxx）；
　　if（ISERR（xxxdevice））
　　｛
　　gotodevicecerror；
　　｝
　　printk（automknodsuccess！）；
　　请在此添加您的初始化程序
　　如果需要做错误处理，请：gotoxxxerror；
　　addcodeflag1；
　　END
　　gotoinitsuccess；
　　devregerror：
　　printk（allocchrdevregionfailed）；
　　returnretv；
　　cdevadderror：
　　printk（cdevaddfailed）；
　　unregisterchrdevregion（devnum，1）；
　　initflag0；returnretv；
　　classcerror：
　　printk（classcreatefailed）；
　　cdevdel（xxxcdev）；
　　unregisterchrdevregion（devnum，1）；
　　initflag0；
　　returnPTRERR（xxxclass）；
　　devicecerror：
　　printk（devicecreatefailed）；
　　cdevdel（xxxcdev）；
　　unregisterchrdevregion（devnum，1）；
　　classdestroy（xxxclass）；
　　initflag0；
　　returnPTRERR（xxxdevice）；
　　请在此添加您的错误处理内容
　　xxxerror：
　　addcodeflag0；
　　return1；
　　END
　　initsuccess：
　　printk（xxxinitsuccess！）；
　　return0；
　　｝
　　exit
　　staticexitvoidxxxexit（void）
　　｛
　　printk（xxxdriveexit。。。）；
　　if（addcodeflag1）
　　｛
　　请在这里释放您的程序占有的资源
　　printk（freeyourresources。。。）；
　　printk（freefinish）；
　　END
　　｝
　　if（initflag1）
　　｛
　　释放初始化使用到的资源；
　　cdevdel（xxxcdev）；
　　unregisterchrdevregion（devnum，1）；
　　deviceunregister（xxxdevice）；
　　classdestroy（xxxclass）；
　　｝
　　｝
　　moduleoperations
　　moduleloadingmoduleinit（xxxinit）；moduleexit（xxxexit）；
　　someinfomation
　　MODULELICENSE（GPLv2）；
　　MODULEAUTHOR（fromJafy）；MODULEDESCRIPTION（xxxdrive）；
　　TheEnd