驅(qū)動程序如何實現(xiàn)設(shè)備函數(shù)對外圍設(shè)備操作及控制解析方案

1 引言

在Linux系統(tǒng)中，所有的外部設(shè)備都被看作是目錄/dev下的一個文件，也就是系統(tǒng)把外部設(shè)備當作特殊文件來處理，并為外部設(shè)備提供一種標準接口，使得系統(tǒng)像訪問文件一樣訪問外部設(shè)備。在嵌入式Linux中，同樣也是把外部設(shè)備當作文件來處理，應(yīng)用程序通過調(diào)用標準的設(shè)備文件操作函數(shù)來打開、關(guān)閉、讀取和控制設(shè)備,從事過Linux開發(fā)的人員都用到過上述設(shè)備控制函數(shù)，可它的實現(xiàn)機制很多開發(fā)人員并不清楚，所以開發(fā)過程中經(jīng)常遇到一些難以解決的問題，為了便于理解整個實現(xiàn)過程，下面先分析設(shè)備驅(qū)動程序。

2 設(shè)備驅(qū)動程序

2.1驅(qū)動程序的功能

驅(qū)動程序設(shè)計是嵌入式Linux開發(fā)中十分重要的部分，驅(qū)動程序是應(yīng)用程序與硬件之間的一個中間軟件層，應(yīng)該為應(yīng)用程序展現(xiàn)硬件的所有功能，不應(yīng)該強加其它的約束，對于硬件使用的權(quán)限和限制應(yīng)該有應(yīng)用程序?qū)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/控制">控制。要實現(xiàn)設(shè)備函數(shù)對外圍設(shè)備的操作和控制,首先必須分析驅(qū)動程序的構(gòu)成和實現(xiàn)原理。

2.2驅(qū)動程序的基本結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)

嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動程序都有一些共性，就是編寫所有類型的驅(qū)動程序都通用的，操作系統(tǒng)提供給驅(qū)動程序的支持也大致相同。這些特性包括：

2.2.1兩個重要的函數(shù)

(1)設(shè)備的注冊和初始化mydriver_init()函數(shù)

static int mydriver_init(void){

int i;

…………

i = register_chrdev(MYDRIVER_MAJOR,“mydriver”, mydriver_fops);

…………

}

i = register_chrdev(MYDRIVER_MAJOR,“mydriver”, amp; mydriver_fops); 這是一個驅(qū)動程序的精髓，當執(zhí)行insmod命令時，這個函數(shù)實現(xiàn)3個功能:第一，申請主設(shè)備號;第二，在內(nèi)核中注冊設(shè)備的名字;第三，指定fops方法。其中所指定的fops方法就是用戶對設(shè)備進行操作的方法，例如 read,write,open,release等.

(2) 驅(qū)動清除mydriver_cleanup()函數(shù)

static void mydriver_cleanup(void)

{…………

unregister_chrdev(MYDRIVER_MAJOR,”mydriver”);

………… }

該函數(shù)在執(zhí)行rmmod的時候被調(diào)用,主要功能是卸載驅(qū)動程序.

2.2.2 file_operations 結(jié)構(gòu)

每一個文件都有一個file的結(jié)構(gòu)，在這個結(jié)構(gòu)中有一個file_operations的結(jié)構(gòu)體，這個結(jié)構(gòu)體指明了能夠?qū)υ撛O(shè)備文件進行的操作, 如何實現(xiàn)這些操作，是編寫設(shè)備驅(qū)動程序大部分工作量所在。下面是本文所舉示例的file_operations結(jié)構(gòu)：

設(shè)備short_ch對應(yīng)的fops方法是這樣聲明的：

struct file_operations short_fops = {

NULL, // short_lseek

short_read,

short_write,

NULL, // short_readdir

NULL, // short_poll

NULL, // short_ioctl

NULL, // short_mmap

short_open,

short_release,

NULL, // short_fsync

NULL, // short_fasync

};