入門文章：教你學會編寫Linux裝置驅動(轉)

入門文章：教你學會編寫Linux裝置驅動(轉)[@more@]核心版本: 2.4.22 　　閱讀此文的目的: 學會編寫Linux裝置驅動。
　　閱讀此文的方法: 閱讀以下2個檔案: hello.c，asdf.c。
[table][tr][td]
[/td][/tr][/table]　　此文假設讀者:
　　已經能用C語言編寫Linux應用程式，
　　理解"字元裝置檔案， 塊裝置檔案， 主裝置號， 次裝置號"，
　　會寫簡單的Shell指令碼和Makefile。
　　1. "hello.c"
　　--------------------------------
　　/*
　　* 這是我們的第一個原始檔，
　　* 它是一個可以載入的核心模組，
　　* 載入時顯示"Hello，World!"，
　　* 解除安裝時顯示"Bye!"。
　　* 需要說明一點，寫核心或核心模組不能用寫應用程式時的系統呼叫或函式庫，
　　* 因為我們寫的就是為應用程式提供系統呼叫的程式碼。
　　* 核心有專用的函式庫，如， ， 等，
　　* 現在還沒必要了解得很詳細，
　　* 這裡用到的printk的功能類似於printf。
　　* "/usr/src/linux"是你實際的核心原始碼目錄的一個符號連結，
　　* 如果沒有現在就建立一個，因為下面和以後都會用到。
　　* 編譯它用"gcc -c -I/usr/src/linux/include hello.c"，
　　* 如果正常會生成檔案hello.o，
　　* 載入它用"insmod hello.o"，
　　* 只有在文字終端下才能看到輸出。
　　* 解除安裝它用"rmmod hello"
　　*/
　　/*
　　* 小技巧: 在使用者目錄的.bashrc里加上一行:
　　* alias mkmod='gcc -c -I/usr/src/linux/include'
　　* 然後重新登陸Shell，
　　* 以後就可以用"mkmod hello.c"的方式來編譯核心模組了。
　　*/
　　/* 開始例行公事 */
　　#ifndef __KERNEL__
　　# define __KERNEL__
　　#endif
　　#ifndef MODULE
　　# define MODULE
　　#endif
　　#include
　　#include
　　MODULE_LICENSE("GPL");
　　#ifdef CONFIG_SMP
　　#define __SMP__
　　#endif
　　/* 結束例行公事 */
　　#include/* printk()在這個檔案裡 */
　　static int
　　init_module
　　(){
　　printk("Hello，World! ");
　　return 0; /* 如果初始工作失敗，就返回非0 */
　　}
　　static void
　　cleanup_module
　　(){
　　printk("Bye! ");
　　}
　　------------------------------------
　　2. "asdf.c"
　　------------------------------------
　　/*
　　* 這個檔案是一個核心模組。
　　* 核心模組的編譯，載入和解除安裝在前面已經介紹了。
　　* 這個模組的功能是，建立一個字元裝置。
　　* 這個裝置是一塊4096位元組的共享記憶體。
　　* 核心分配的主裝置號會在載入模組時顯示。
　　*/
　　/* 開始例行公事 */
　　#ifndef __KERNEL__
　　# define __KERNEL__
　　#endif
　　#ifndef MODULE
　　# define MODULE
　　#endif
　　#include
　　#include
　　#ifdef CONFIG_SMP
　　#define __SMP__
　　#endif
　　MODULE_LICENSE("GPL");
　　/* 結束例行公事 */
　　#include/* copy_to_user()， copy_from_user */
　　#include/* struct file_operations， register_chrdev()， ... */
　　#include/* printk()在這個檔案裡 */
　　#include/* 和任務排程有關 */
　　#include/* u8， u16， u32 ... */
　　/*
　　* 關於核心功能庫，可以去網上搜尋詳細資料，
　　*/
　　/* 檔案被操作時的回撥功能 */
　　static int asdf_open (struct inode *inode， struct file *filp);
　　static int asdf_release (struct inode *inode， struct file *filp);
　　static ssize_t asdf_read (struct file *filp， char *buf， size_t count，loff_t *f_pos);
　　static ssize_t asdf_write (struct file *filp， const char *buf， size_t count，loff_t *f_pos);
　　static loff_t asdf_lseek (struct file * file， loff_t offset， int orig);
　　/* 申請主裝置號時用的結構， 在linux/fs.h裡定義 */
　　struct file_operations asdf_fops = {
　　open: asdf_open，
　　release: asdf_release，
　　read: asdf_read，
　　write: asdf_write，
　　llseek: asdf_lseek，
　　};
　　static int asdf_major; /* 用來儲存申請到的主裝置號 */
　　static u8 asdf_body[4096]="asdf_body "; /* 裝置 */
　　static int
　　init_module
　　(){
　　printk ("Hi， This' A Simple Device File! ");
　　asdf_major = register_chrdev (0， "A Simple Device File"， &asdf_fops); /* 申請字元裝置的主裝置號 */
　　if (asdf_major < 0) return asdf_major; /* 申請失敗就直接返回錯誤編號 */
　　printk ("The major is:%d "， asdf_major); /* 顯示申請到的主裝置號 */
　　return 0; /* 模組正常初始化 */
　　}
　　static void
　　cleanup_module
　　(){
　　unregister_chrdev(asdf_major， "A Simple Device File"); /* 登出以後，裝置就不存在了 */
　　printk("A Simple Device has been removed，Bye! ");
　　}
　　/*
　　* 編譯這個模組然後載入它，
　　* 如果正常，會顯示你的裝置的主裝置號。
　　* 現在你的裝置就建立好了，我們可以測試一下。
　　* 假設你的模組申請到的主裝置號是254，
　　* 執行"mknod abc c 254 0"，就建立了我們的裝置檔案abc。
　　* 可以把它當成一個4096位元組的記憶體塊來測試一下，
　　* 比如"cat abc"， "cp abc image"， "cp image abc"，
　　* 或寫幾個應用程式用它來進行通訊。
　　* 介紹一下兩個需要注意的事，
　　* 一是printk()的顯示只有在非圖形模式的終端下才能看到，
　　* 二是載入過的模組最好在不用以後解除安裝掉。
　　* 如果對Linux環境的系統呼叫很陌生，建議先看APUE這本書。
　　*/
　　static int
　　asdf_open /* open回撥 */
　　(
　　struct inode *inode，
　　struct file *filp
　　){
　　printk("^_^ : open %s "，
　　current->comm);
　　/*
　　* 應用程式的執行環境由核心提供，核心的執行環境由硬體提供。
　　* 這裡的current是一個指向當前程式的指標，
　　* 現在沒必要了解current的細節。
　　* 在這裡，當前程式正開啟這個裝置，
　　* 返回0表示開啟成功，核心會給它一個檔案描述符。
　　* 這裡的comm是當前程式在Shell下的command字串。
　　*/
　　return 0;
　　}
　　static int
　　asdf_release /* close回撥 */
　　(
　　struct inode *inode，
　　struct file *filp
　　){
　　printk("^_^ : close ");
　　return 0;
　　}
　　static ssize_t
　　asdf_read /* read回撥 */
　　(
　　struct file *filp，
　　char *buf，
　　size_t count，
　　loff_t *f_pos
　　){
　　loff_t pos;
　　pos = *f_pos; /* 檔案的讀寫位置 */
　　if ((pos==4096) || (count>4096)) return 0; /* 判斷是否已經到裝置尾，或寫的長度超過裝置大小 */
　　pos += count;
　　if (pos > 4096) {
　　count -= (pos - 4096);
　　pos = 4096;
　　}
　　if (copy_to_user(buf， asdf_body+*f_pos， count)) return -EFAULT; /* 把資料寫到應用程式空間 */
　　*f_pos = pos; /* 改變檔案的讀寫位置 */
　　return count; /* 返回讀到的位元組數 */
　　}
　　static ssize_t
　　asdf_write /* write回撥，和read一一對應 */
　　(
　　struct file *filp，
　　const char *buf，
　　size_t count，
　　loff_t *f_pos
　　){
　　loff_t pos;
　　pos = *f_pos;
　　if ((pos==4096) || (count>4096)) return 0;
　　pos += count;
　　if (pos > 4096) {
　　count -= (pos - 4096);
　　pos = 4096;
　　}
　　if (copy_from_user(asdf_body+*f_pos， buf， count)) return -EFAULT;
　　*f_pos = pos;
　　return count;
　　}
　　static loff_t
　　asdf_lseek /* lseek回撥 */
　　(
　　struct file * file，
　　loff_t offset，
　　int orig
　　){
　　loff_t pos;
　　pos = file->f_pos;
　　switch (orig) {
　　case 0:
　　pos = offset;
　　break;
　　case 1:
　　pos += offset;
　　break;
　　case 2:
　　pos = 4096+offset;
　　break;
　　default:
　　return -EINVAL;
　　}
　　if ((pos>4096) || (pos<0)) {
　　printk("^_^ : lseek error %d "，pos);
　　return -EINVAL;
　　}
　　return file->f_pos = pos;
　　}