入门文章：教你学会编写Linux设备驱动

内核版本: 2.4.22 　　阅读此文的目的: 学会编写Linux设备驱动。
　　阅读此文的方法: 阅读以下2个文件: hello.c，asdf.c。
[table][tr][td]
[/td][/tr][/table]　　此文假设读者:
　　已经能用C语言编写Linux应用程序，
　　理解"字符设备文件， 块设备文件， 主设备号， 次设备号"，
　　会写简单的Shell脚本和Makefile。
　　1. "hello.c"
　　--------------------------------
　　/*
　　* 这是我们的第一个源文件，
　　* 它是一个可以加载的内核模块，
　　* 加载时显示"Hello，World!"，
　　* 卸载时显示"Bye!"。
　　* 需要说明一点，写内核或内核模块不能用写应用程序时的系统调用或函数库，
　　* 因为我们写的就是为应用程序提供系统调用的代码。
　　* 内核有专用的函数库，如， ， 等，
　　* 现在还没必要了解得很详细，
　　* 这里用到的printk的功能类似于printf。
　　* "/usr/src/linux"是你实际的内核源码目录的一个符号链接，
　　* 如果没有现在就创建一个，因为下面和以后都会用到。
　　* 编译它用"gcc -c -I/usr/src/linux/include hello.c"，
　　* 如果正常会生成文件hello.o，
　　* 加载它用"insmod hello.o"，
　　* 只有在文本终端下才能看到输出。
　　* 卸载它用"rmmod hello"
　　*/
　　/*
　　* 小技巧: 在用户目录的.bashrc里加上一行:
　　* alias mkmod='gcc -c -I/usr/src/linux/include'
　　* 然后重新登陆Shell，
　　* 以后就可以用"mkmod hello.c"的方式来编译内核模块了。
　　*/
　　/* 开始例行公事 */
　　#ifndef __KERNEL__
　　# define __KERNEL__
　　#endif
　　#ifndef MODULE
　　# define MODULE
　　#endif
　　#include
　　#include
　　MODULE_LICENSE("GPL");
　　#ifdef CONFIG_SMP
　　#define __SMP__
　　#endif
　　/* 结束例行公事 */
　　#include/* printk()在这个文件里 */
　　static int
　　init_module
　　(){
　　printk("Hello，World!\n");
　　return 0; /* 如果初始工作失败，就返回非0 */
　　}
　　static void
　　cleanup_module
　　(){
　　printk("Bye!\n");
　　}
　　------------------------------------
　　2. "asdf.c"
　　------------------------------------
　　/*
　　* 这个文件是一个内核模块。
　　* 内核模块的编译，加载和卸载在前面已经介绍了。
　　* 这个模块的功能是，创建一个字符设备。
　　* 这个设备是一块4096字节的共享内存。
　　* 内核分配的主设备号会在加载模块时显示。
　　*/
　　/* 开始例行公事 */
　　#ifndef __KERNEL__
　　# define __KERNEL__
　　#endif
　　#ifndef MODULE
　　# define MODULE
　　#endif
　　#include
　　#include
　　#ifdef CONFIG_SMP
　　#define __SMP__
　　#endif
　　MODULE_LICENSE("GPL");
　　/* 结束例行公事 */
　　#include/* copy_to_user()， copy_from_user */
　　#include/* struct file_operations， register_chrdev()， ... */
　　#include/* printk()在这个文件里 */
　　#include/* 和任务调度有关 */
　　#include/* u8， u16， u32 ... */
　　/*
　　* 关于内核功能库，可以去网上搜索详细资料，
　　*/
　　/* 文件被操作时的回调功能 */
　　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);
　　/* 申请主设备号时用的结构， 在linux/fs.h里定义 */
　　struct file_operations asdf_fops = {
　　open: asdf_open，
　　release: asdf_release，
　　read: asdf_read，
　　write: asdf_write，
　　llseek: asdf_lseek，
　　};
　　static int asdf_major; /* 用来保存申请到的主设备号 */
　　static u8 asdf_body[4096]="asdf_body\n"; /* 设备 */
　　static int
　　init_module
　　(){
　　printk ("Hi， This' A Simple Device File!\n");
　　asdf_major = register_chrdev (0， "A Simple Device File"， &asdf_fops); /* 申请字符设备的主设备号 */
　　if (asdf_major < 0) return asdf_major; /* 申请失败就直接返回错误编号 */
　　printk ("The major is:%d\n"， asdf_major); /* 显示申请到的主设备号 */
　　return 0; /* 模块正常初始化 */
　　}
　　static void
　　cleanup_module
　　(){
　　unregister_chrdev(asdf_major， "A Simple Device File"); /* 注销以后，设备就不存在了 */
　　printk("A Simple Device has been removed，Bye!\n");
　　}
　　/*
　　* 编译这个模块然后加载它，
　　* 如果正常，会显示你的设备的主设备号。
　　* 现在你的设备就建立好了，我们可以测试一下。
　　* 假设你的模块申请到的主设备号是254，
　　* 运行"mknod abc c 254 0"，就建立了我们的设备文件abc。
　　* 可以把它当成一个4096字节的内存块来测试一下，
　　* 比如"cat abc"， "cp abc image"， "cp image abc"，
　　* 或写几个应用程序用它来进行通讯。
　　* 介绍一下两个需要注意的事，
　　* 一是printk()的显示只有在非图形模式的终端下才能看到，
　　* 二是加载过的模块最好在不用以后卸载掉。
　　* 如果对Linux环境的系统调用很陌生，建议先看APUE这本书。
　　*/
　　static int
　　asdf_open /* open回调 */
　　(
　　struct inode *inode，
　　struct file *filp
　　){
　　printk("^_^ : open %s\n "，\
　　current->comm);
　　/*
　　* 应用程序的运行环境由内核提供，内核的运行环境由硬件提供。
　　* 这里的current是一个指向当前进程的指针，
　　* 现在没必要了解current的细节。
　　* 在这里，当前进程正打开这个设备，
　　* 返回0表示打开成功，内核会给它一个文件描述符。
　　* 这里的comm是当前进程在Shell下的command字符串。
　　*/
　　return 0;
　　}
　　static int
　　asdf_release /* close回调 */
　　(
　　struct inode *inode，
　　struct file *filp
　　){
　　printk("^_^ : close\n ");
　　return 0;
　　}
　　static ssize_t
　　asdf_read /* read回调 */
　　(
　　struct file *filp，
　　char *buf，
　　size_t count，
　　loff_t *f_pos
　　){
　　loff_t pos;
　　pos = *f_pos; /* 文件的读写位置 */
　　if ((pos==4096) || (count>4096)) return 0; /* 判断是否已经到设备尾，或写的长度超过设备大小 */
　　pos += count;
　　if (pos > 4096) {
　　count -= (pos - 4096);
　　pos = 4096;
　　}
　　if (copy_to_user(buf， asdf_body+*f_pos， count)) return -EFAULT; /* 把数据写到应用程序空间 */
　　*f_pos = pos; /* 改变文件的读写位置 */
　　return count; /* 返回读到的字节数 */
　　}
　　static ssize_t
　　asdf_write /* write回调，和read一一对应 */
　　(
　　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回调 */
　　(
　　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\n"，pos);
　　return -EINVAL;
　　}
　　return file->f_pos = pos;
　　}