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Linux字符设备

来源:www.hellomonster.net 时间:2024-05-16 04:59:03 作者:第一编程网 浏览: [手机版]

本文目录览:

Linux字符设备(1)

在Linux系统中,设备可以分为种类型:块设备和字符设备www.hellomonster.net第一编程网。块设备是指按照固定大小的块进行读写的设备,例硬盘、U盘等。而字符设备则是指按照字符流进行读写的设备,例串口、键盘、鼠标等。

  本文主要绍Linux字符设备的相关知识,包括字符设备的定义、驱动程序的编写、设备文件的创建以及应用程序的使用等内容。

一、字符设备的定义

  字符设备是指按照字符流进行读写的设备。在Linux系统中,每个字符设备都有一个设备文件,应用程序可以过该文件进行读写操作第一编程网www.hellomonster.net

字符设备的读写操作是基于字符流的,即每次读写一个字符。读写操作可以是阻塞的或非阻塞的。阻塞读操作会一直等待直到有数据可读;非阻塞读操作会立即返回,果没有数据可读则返回错误码。阻塞写操作会一直等待直到有足够的空间可以写入数据;非阻塞写操作会立即返回,果没有足够的空间可以写入数据则返回错误码。

Linux字符设备(2)

二、驱动程序的编写

  在Linux系统中,驱动程序是用来控制硬件设备的程序hellomonster.net。对于字符设备而言,驱动程序需要实现以下函数:

  1. file_operations结体中的open函数和release函数,用于打开和关设备文件;

  2. file_operations结体中的read函数和write函数,用于读写设备文件;

  3. file_operations结体中的ioctl函数,用于控制设备。

  以下是一个简单的字符设备驱动程序的代码:

  #include

  #include

  #include

#include

  #include

#define DEVICE_NAME "mychardev"

  #define BUF_SIZE 1024

  static char buf[BUF_SIZE];

  static struct cdev cdev;

static int major;

  static int mychardev_open(struct inode *inode, struct file *filp)

  {

  printk(KERN_INFO "mychardev: open\n");

  return 0;

  }

static int mychardev_release(struct inode *inode, struct file *filp)

  {

printk(KERN_INFO "mychardev: release\n");

return 0;

  }

static ssize_t mychardev_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)

  {

  int ret;

  printk(KERN_INFO "mychardev: read\n");

  ret = copy_to_user(buf, buf + *f_pos, count);

  if (ret)

  return -EFAULT;

*f_pos += count;

  return count;

  }

static ssize_t mychardev_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)

  {

int ret;

printk(KERN_INFO "mychardev: write\n");

ret = copy_from_user(buf + *f_pos, buf, count);

  if (ret)

  return -EFAULT;

*f_pos += count;

return count;

  }

static long mychardev_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

  {

  printk(KERN_INFO "mychardev: ioctl\n");

  return 0;

  }

  static struct file_operations mychardev_fops = {

  .owner = THIS_MODULE,

.open = mychardev_open,

  .release = mychardev_release,

.read = mychardev_read,

.write = mychardev_write,

.unlocked_ioctl = mychardev_ioctl,

  };

static int __init mychardev_init(void)

  {

  int ret;

  dev_t dev;

  printk(KERN_INFO "mychardev: init\n");

ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, DEVICE_NAME);

if (ret < 0) {

  printk(KERN_ERR "mychardev: failed to allocate major number\n");

  return ret;

}

  major = MAJOR(dev);

cdev_init(&cdev, &mychardev_fops);

  cdev_add(&cdev, dev, 1);

  return 0;

  }

  static void __exit mychardev_exit(void)

  {

printk(KERN_INFO "mychardev: exit\n");

cdev_del(&cdev);

  unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);

}

  module_init(mychardev_init);

  module_exit(mychardev_exit);

  MODULE_AUTHOR("Your Name");

MODULE_LICENSE("GPL");

  MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver");

  在上面的代码中,我们定义了一个名为mychardev的字符设备驱动程序,该驱动程序实现了打开、关、读、写和控制设备等操作。在驱动程序初始时,我们使用alloc_chrdev_region函数来分配一个主设备,然后使用cdev_init和cdev_add函数来初始和添加字符设备。在驱动程序退出时,我们使用cdev_del和unregister_chrdev_region函数来删除和释放字符设备。

Linux字符设备(3)

三、设备文件的创建

  在Linux系统中,每个字符设备都有一个设备文件,应用程序可以过该文件进行读写操作第 一 编 程 网。设备文件的创建可以使用mknod命令或udev工具。

使用mknod命令创建设备文件的格式为:

  mknod /dev/mychardev c 主设备 次设备

  其中,主设备是驱动程序分配的主设备,次设备可以是任意值。

使用udev工具创建设备文件的步骤下:

  1. 在/etc/udev/rules.d目录下创建一个规则文件,例mychardev.rules。

  2. 在规则文件中添加以下内容:

  KERNEL=="mychardev", MODE="0666"

  其中,KERNEL指定设备的名称,MODE指定设备的权限。

  3. 重新加载udev规则:

  sudo udevadm control --reload-rules

  4. 重新启动udev服务:

  sudo service udev restart

  5. 检查设备文件是否创建成功:

  ls -l /dev/mychardev

四、应用程序的使用

  在Linux系统中,应用程序可以过打开设备文件来访问字符设备www.hellomonster.net。以下是一个简单的应用程序的代码:

  #include

  #include

  #include

#define DEVICE_NAME "/dev/mychardev"

#define BUF_SIZE 1024

  int main(void)

  {

  int fd, ret;

  char buf[BUF_SIZE];

  fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR);

if (fd < 0) {

  perror("open");

  return -1;

  }

  ret = read(fd, buf, BUF_SIZE);

if (ret < 0) {

  perror("read");

  return -1;

}

  ret = write(fd, buf, ret);

  if (ret < 0) {

perror("write");

  return -1;

  }

close(fd);

return 0;

}

在上面的代码中,我们使用open函数打开设备文件,然后使用read函数读取数据并使用write函数写入数据。最后,我们使用close函数关设备文件。

  总结

  本文绍了Linux字符设备的相关知识,包括字符设备的定义、驱动程序的编写、设备文件的创建以及应用程序的使用等内容。了解字符设备的相关知识对于Linux系统的驱动程序开发和应用程序开发都非常重要。

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标签:设备字符
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