Linux カーネル デバイス ドライバー キャラクタ デバイス ドライバー ノート

/********************
 * キャラクターデバイスドライバー************************/

#include <linux/fs.h>
int register_chrdev_region(dev_t first、unsigned int count、char *name);
//first: 割り当てるデバイス番号範囲の開始値（セカンダリデバイス番号は通常 0 に設定されます）
//count: 要求された連続番号の範囲 //name: 番号に関連付けられたデバイス名 (/proc/devices を参照)

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev、unsigned int firstminor、unsigned int count、char *name);
//firstminor: 通常は 0
//*dev: カーネルから返されたデバイス番号を格納する

void unregister_chrdev_region(dev_t first、unsigned int count);
//モジュールのクリア関数で呼び出されます

構造体ファイル操作my_fops = {
.owner = このモジュール、
.llseek = my_llseek、
.read = my_read、
.write = my_write,
.ioctl = my_ioctl、
.open = my_open,
.release = my_release,
}

構造体ファイル操作my_fops = {
所有者: THIS_MODULE、
llseek: my_llseek、
...
}

構造体scull_dev{
...
struct cdev cdev; /* キャラクタデバイス構造体*/
}

void cdev_init(構造体 cdev *cdev、構造体 file_operations *fops)

int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);
//num: デバイスに対応する最初の番号 //count: デバイスに関連付けられたデバイス番号の数、通常は 1
// cdev_add が返されると、カーネルはデバイスが使用可能であると判断するため、それを呼び出す前にデバイスのハードウェア初期化を完了する必要があります。

int register_chrdev(符号なしintメジャー、
  定数char *名前、
  構造体file_operations *fops);
//指定されたメジャーデバイス番号のマイナーデバイス番号として0〜255を登録し、各デバイスに対応するデフォルトのcdev構造体を作成します。

int unregister_chrdev(unsigned int major,
  const char *名前);

int (*open) (構造体inode *inode、構造体ファイル *filp);
// open 内の inode から dev ポインタを取得し、それを file->private_data に割り当てます。
//構造体scull_dev *dev;
//dev = contain_of(inode->i_cdev、struct scull_dev、cdev);
//filp->private_data = dev;
//(dev が静的に割り当てられている場合は、open や write などのメソッドで dev に直接アクセスできますが、module_init 中に dev が動的に割り当てられている場合は、上記のメソッドを通じてのみそのポインタを取得できます)

ssize_t 読み取り(構造体ファイル *filp、char __user *buff、size_t カウント、loff_t *offp);
ssize_t write(struct file *filp, const char __user *buff, size_t count, loff_t *offp);
//buff: ユーザー空間バッファへのポインタ //offp: ユーザーがファイル内でアクセス操作を実行する場所 //読み取りおよび書き込みでは、データをコピーした後、offp を更新し、コピーされた実際のバイト数を返す必要があります。

#include <linux/kdev_t.h>
#define MAJOR(dev) ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS)) //デバイス番号に基づいてメジャーデバイス番号を取得します#define MINOR(dev) ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK)) //マイナーデバイス番号を取得します#define MKDEV(ma,mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi)) //指定されたメジャーデバイス番号とマイナーデバイス番号に基づいてデバイス番号を生成します#include <linux/fs.h> 
//静的: 指定されたデバイス番号に適用します。from はデバイス番号を参照し、count はこのドライバーを使用するデバイス数 (マイナー デバイス番号) を参照します。デバイス名 int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name);
//nameの長さは64バイトを超えることはできません //デバイス番号を動的に適用します。カーネルは未使用のメジャーデバイス番号を割り当てます。割り当てられたデバイスはdevに格納されます。baseminorはマイナーデバイス番号の開始番号を参照します。countはデバイスの数を参照します。nameデバイス名int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,
定数char *名前)
//デバイス番号を解放します。from はデバイス番号を参照し、count はデバイスの数を参照します void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
//cat /proc/devices でデバイスの使用状況を確認できます。カーネル ソース コードの documentings/devices.txt で、デバイス番号の静的割り当てを確認できます。///カーネルは struct cdev を使用して、キャラクタ デバイス ドライバを記述します。#include <linux/cdev.h>
構造体cdev{
struct kobject kobj; //カーネルはキャラクタデバイスドライバを管理します struct module *owner; //通常はTHIS_MODULEに設定して、ドライバモジュールが使用中にアンロードされないようにする const struct file_operations *ops; //操作方法（vfs）
struct list_head list; //複数のデバイスが同じドライバーを使用する可能性があるため、リンクリストを使用して記録します dev_t dev; //デバイス番号 unsigned int count; //デバイス数};

構造体 cdev mycdev; 
//file_operationsのファイル操作オブジェクトを定義する struct file_operations fops = {
.owner = このモジュール、
.read = 読み取り関数....
};

cdev_init(&mycdev, &fops); //mycdev.ops = &fops;
mycdev.owner = このモジュール;

cdev_del(&mycdev);
///////////デバイスファイルの作成 mknod /dev/device ファイル名 c メジャーデバイス番号 マイナーデバイス番号 /////////inode ノードオブジェクトは、権限、デバイス番号、その他の情報を含むファイル/デバイスファイルを記述します struct inode {
...
dev_t i_rdev; //デバイス ファイルに対応するデバイス番号 struct cdev *i_cdev; //対応するデバイス ドライバー オブジェクトのアドレスを指します...
};
////ファイル オブジェクトは、ファイルが開かれたときに作成され、閉じられたときに破棄されるファイル記述子を記述します。struct file {
...
const struct file_operations *f_op; //対応するファイル操作オブジェクトのアドレス unsigned int f_flags; //ファイルオープンフラグ fmode_t f_mode; //権限 loff_t f_pos; //ファイル記述子オフセット struct fown_struct f_owner; //どのプロセスに属しているか unsigned int f_uid, f_gid; 
void *private_data; //ドライバープログラマーが使用するために...
};

静的インライン unsigned long __must_check copy_to_user(void __user *to, const
void *from、符号なしlong n)
{
if (access_ok(VERIFY_WRITE, to, n))
n = __copy_to_user(宛先、送信元、n);
return n; //戻り値はコピーする残りのバイト数です}

extern inline long copy_from_user(void *to, const void __user *from, long n)

///////////
/// 動的にメモリを適用してクリアします。サイズはアプリケーションのサイズです (128K 以下)。
//flags はフラグです (通常は GFP_KERNEL)。成功した場合はアドレスを返し、失敗した場合は NULL を返します。
// GFP_ATOMIC、システムのメモリ緊急プールを使用 void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags); // 適用後にメモリをクリアする必要があります void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags); // 適用されたメモリはクリアされています void kfree(const void *objp); // kmalloc/kzalloc のメモリを再利用します void *vmalloc(unsigned long size); // 大きなメモリ空間を適用します void vfree(const void *addr); // vmalloc のメモリを再利用します // kmalloc によって適用されたメモリは連続した物理アドレスを持ちますが、vmalloc は必ずしも連続しているわけではありません ///// container_of(ptr, type, member) type はメンバーメンバーを含む構造体です。
//ptr は型構造体のメンバーのアドレスです。
//このマクロは、構造体メンバーのアドレスに従って構造体変数の最初のアドレスを取得します#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
 15 型定義構造体led_dev_t {
 16 dev_t mydevid;
 17 符号なし整数 *rLEDCON;
 18 符号なし整数 *rLEDDAT;
 19 構造体 cdev mycdev;
 20 }LED_DEV;
 LED_DEV myled;
 //ind->i_cdev は、myled.mycdev のメンバーを指すアドレスです。//構造体変数 myled の最初のアドレスは、container_of(ind->i_cdev, LED_DEV, mycdev); によって取得できます。

#include <linux/device.h>

構造体クラス *cl; 
cl = class_create(owner, name); //owner は、それが属するモジュール、name クラス名を参照します //作成後、/sys/class/class name を表示できます void class_destroy(struct class *cls); //作成されたクラスを破棄するために使用されます

構造体デバイス *device_create(構造体クラス *cls、構造体デバイス *parent、
  dev_t devt、void *drvdata、
  const char *fmt、...)
  __attribute__((format(printf, 5, 6)));
device_create(class, NULL, device number, NULL, "mydev%d", 88); ///dev/ ディレクトリに mydev88 という名前のデバイス ファイルを作成します void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt); //作成されたデバイス ファイルを破棄するために使用します////////
int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
  const struct file_operations *fops); //デバイス番号を登録し、ドライバーオブジェクトを作成する void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name); //デバイス番号を登録解除し、ドライバーオブジェクトを削除する static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
 定数構造体ファイル操作 *fops)
{
__register_chrdev(major, 0, 256, name, fops) を返します。
}
int __register_chrdev(unsigned int major, unsigned int baseminor,
   符号なし整数カウント、const char *名前、
   定数構造体ファイル操作 *fops)
{
構造体 char_device_struct *cd;
構造体 cdev *cdev;
整数エラー = -ENOMEM;
cd = __register_chrdev_region(メジャー、ベースマイナー、カウント、名前);
(IS_ERR(cd)の場合)
PTR_ERR(cd) を返します。
cdev = cdev_alloc();
もし (!cdev)
2 番目の出力に移動します。
cdev->owner = fops->owner;
cdev->ops = fops;
kobject_set_name(&cdev->kobj, "%s", 名前);
エラー = cdev_add(cdev, MKDEV(cd->major, baseminor), count);
もし（エラー）
外出する;
cd->cdev = cdev;
メジャーを返す? 0 : cd->major;
外：
kobject_put(&cdev->kobj);
アウト2:
kfree(__unregister_chrdev_region(cd->major, baseminor, count));
エラーを返します。
}