Linux cdev如何進行設(shè)備初始化

在Linux中，cdev（字符設(shè)備）是內(nèi)核用于管理I/O設(shè)備的一種機制。設(shè)備初始化主要涉及創(chuàng)建一個cdev結(jié)構(gòu)體，并將其注冊到內(nèi)核中。以下是一個簡單的步驟指南，幫助你進行設(shè)備初始化：

1. 定義設(shè)備號：首先，你需要為你的設(shè)備分配一個設(shè)備號。這通常通過register_chrdev_region函數(shù)完成。

#include <linux/cdev.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

static int major;
static struct class *my_class;

static int __init my_cdev_init(void) {
    major = register_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1, "my_device", NULL);
    if (major < 0) {
        printk(KERN_ERR "register_chrdev_region failed with error %d\n", major);
        return major;
    }

    my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_device_class");
    if (!my_class) {
        unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);
        printk(KERN_ERR "class_create failed\n");
        return -1;
    }

    // 設(shè)備初始化代碼將在這里添加

    return 0;
}

static void __exit my_cdev_exit(void) {
    class_destroy(my_class);
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);
}

module_init(my_cdev_init);
module_exit(my_cdev_exit);

2. 創(chuàng)建設(shè)備文件節(jié)點：接下來，你需要在內(nèi)核中創(chuàng)建設(shè)備文件節(jié)點。這可以通過cdev_add函數(shù)完成。

#include <linux/cdev.h>

static struct cdev my_cdev;

static int __init my_cdev_init(void) {
    // ...（省略了之前的代碼）

    if (cdev_add(&my_cdev, MKDEV(major, 0), 1) < 0) {
        printk(KERN_ERR "cdev_add failed\n");
        return -1;
    }

    // 設(shè)備初始化代碼將在這里添加

    return 0;
}

注意：cdev_add函數(shù)會自動為你的設(shè)備創(chuàng)建一個設(shè)備文件節(jié)點（例如/dev/my_device），你不需要手動創(chuàng)建它。

3. 實現(xiàn)設(shè)備操作：為了與用戶空間進行交互，你需要實現(xiàn)一些設(shè)備操作函數(shù)，如open、close、read、write等。這些函數(shù)將被內(nèi)核調(diào)用，以處理與設(shè)備的交互。

#include <linux/fs.h>
#include <linux/dcache.h>
#include <linux/path.h>
#include <linux/namei.h>

static int my_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    // 設(shè)備打開時的處理代碼
    return 0;
}

static int my_release(struct inode *inode, struct file *file) {
    // 設(shè)備關(guān)閉時的處理代碼
    return 0;
}

static ssize_t my_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) {
    // 設(shè)備讀取時的處理代碼
    return count;
}

static ssize_t my_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) {
    // 設(shè)備寫入時的處理代碼
    return count;
}

static const struct file_operations my_fops = {
    .open = my_open,
    .release = my_release,
    .read = my_read,
    .write = my_write,
};

4. 將設(shè)備操作與設(shè)備文件節(jié)點關(guān)聯(lián)：最后，你需要將設(shè)備操作與設(shè)備文件節(jié)點關(guān)聯(lián)起來。這可以通過cdev_set_fops函數(shù)完成。

static int __init my_cdev_init(void) {
    // ...（省略了之前的代碼）

    cdev_set_fops(&my_cdev, &my_fops);

    return 0;
}

現(xiàn)在，你已經(jīng)完成了設(shè)備的初始化工作。當(dāng)模塊被加載到內(nèi)核時，設(shè)備文件節(jié)點將自動創(chuàng)建，并且用戶空間可以通過/dev/my_device訪問你的設(shè)備。