三种方式注册一个字符设备（按键驱动完整程序及测试程序）【转载】
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1. register_chrdev注册指定主次设备号的设备，手动在/dev下创建该设备的设备节点
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#define DEVICE_NAME "buttons" /* 加载模式后，执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */
#define BUTTON_MAJOR 232 /* 主设备号 */
struct button_irq_desc {
int irq;
unsigned long flags;
char *name;
};
/* 用来指定按键所用的外部中断引脚及中断触发方式, 名字 */
static struct button_irq_desc button_irqs [] = {
{IRQ_EINT1, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY1"}, /* K1 */
{IRQ_EINT4, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY2"}, /* K2 */
{IRQ_EINT2, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY3"}, /* K3 */
{IRQ_EINT0, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY4"}, /* K4 */
};
/* 按键被按下的次数(准确地说，是发生中断的次数) */
static volatile int press_cnt [] = {0, 0, 0, 0};
/* 等待队列:
* 当没有按键被按下时，如果有进程调用s3c24xx_buttons_read函数，
* 它将休眠
*/
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);
/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，s3c24xx_buttons_read将它清0 */
static volatile int ev_press = 0;
static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
volatile int *press_cnt = (volatile int *)dev_id;
*press_cnt = *press_cnt + 1; /* 按键计数加1 */
ev_press = 1; /* 表示中断发生了 */
wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */
return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行open(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_open函数
*/
static int s3c24xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
int err;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {
// 注册中断处理函数
err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, button_irqs[i].flags,
button_irqs[i].name, (void *)&press_cnt[i]);
if (err)
break;
}
if (err) {
// 释放已经注册的中断
i--;
for (; i >= 0; i--)
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&press_cnt[i]);
return -EBUSY;
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行close(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_close函数
*/
static int s3c24xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {
// 释放已经注册的中断
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&press_cnt[i]);
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行read(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_read函数
*/
static int s3c24xx_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff,
size_t count, loff_t *offp)
{
unsigned long err;
/* 如果ev_press等于0，休眠 */
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
/* 执行到这里时，ev_press等于1，将它清0 */
ev_press = 0;
/* 将按键状态复制给用户，并清0 */
err = copy_to_user(buff, (const void *)press_cnt, min(sizeof(press_cnt), count));
memset((void *)press_cnt, 0, sizeof(press_cnt));
return err ? -EFAULT : 0;
}
/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心
* 当应用程序操作设备文件时所调用的open、read、write等函数，
* 最终会调用这个结构中的对应函数
*/
static struct file_operations s3c24xx_buttons_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，指向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
.open = s3c24xx_buttons_open,
.release = s3c24xx_buttons_close,
.read = s3c24xx_buttons_read,
};
/*
* 执行“insmod s3c24xx_buttons.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static int __init s3c24xx_buttons_init(void)
{
int ret;
/* 注册字符设备驱动程序
* 参数为主设备号、设备名字、file_operations结构；
* 这样，主设备号就和具体的file_operations结构联系起来了，
* 操作主设备为BUTTON_MAJOR的设备文件时，就会调用s3c24xx_buttons_fops中的相关成员函数
* BUTTON_MAJOR可以设为0，表示由内核自动分配主设备号
*/
ret = register_chrdev(BUTTON_MAJOR, DEVICE_NAME, &s3c24xx_buttons_fops);
if (ret < 0) {
printk(DEVICE_NAME " can't register major number\n");
return ret;
}
printk(DEVICE_NAME " initialized\n");
return 0;
}
/*
* 执行”rmmod s3c24xx_buttons.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static void __exit s3c24xx_buttons_exit(void)
{
/* 卸载驱动程序 */
unregister_chrdev(BUTTON_MAJOR, DEVICE_NAME);
}
/* 这两行指定驱动程序的初始化函数和卸载函数 */
module_init(s3c24xx_buttons_init);
module_exit(s3c24xx_buttons_exit);
/* 描述驱动程序的一些信息，不是必须的 */
MODULE_AUTHOR("http://www.100ask.net");
MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 BUTTON Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
2. register_chrdev_region 注册一个指定主次设备号的设备，后利用class类在/dev/目录下自动创建一个该设备的节点
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#define DEVICE_NAME "buttons" /* 加载模式后，执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */
#define BUTTON_MAJOR 233 /* 主设备号 */
#define BUTTON_MINOR 0 //次设备号
#define NUMBER_OF_DEVICES 1 //要注册设备的个数
struct cdev cdev; //定义一个cdev结构的设备
dev_t dev = 0;
struct button_irq_desc {
int irq;
unsigned long flags;
char *name;
};
/* 用来指定按键所用的外部中断引脚及中断触发方式, 名字 */
static struct button_irq_desc button_irqs [] = {
{IRQ_EINT1, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY1"}, /* K1 */
{IRQ_EINT4, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY2"}, /* K2 */
{IRQ_EINT2, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY3"}, /* K3 */
{IRQ_EINT0, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY4"}, /* K4 */
};
/* 按键被按下的次数(准确地说，是发生中断的次数) */
static volatile int press_cnt [] = {0, 0, 0, 0};
/* 等待队列:
* 当没有按键被按下时，如果有进程调用s3c24xx_buttons_read函数，
* 它将休眠
*/
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);
/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，s3c24xx_buttons_read将它清0 */
static volatile int ev_press = 0;
static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
volatile int *press_cnt = (volatile int *)dev_id;
*press_cnt = *press_cnt + 1;
ev_press = 1;
wake_up_interruptible(&button_waitq);
return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行open(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_open函数
*/
static int s3c24xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
int err;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {
err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, button_irqs[i].flags,
button_irqs[i].name, (void *)&press_cnt[i]);
if (err)
break;
}
if (err) {
i--;
for (; i >= 0; i--)
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&press_cnt[i]);
return -EBUSY;
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行close(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_close函数
*/
static int s3c24xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&press_cnt[i]);
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行read(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_read函数
*/
static int s3c24xx_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff,
size_t count, loff_t *offp)
{
unsigned long err;
/* 如果ev_press等于0，休眠 */
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
/* 执行到这里时，ev_press等于1，将它清0 */
ev_press = 0;
/* 将按键状态复制给用户，并清0 */
err = copy_to_user(buff, (const void *)press_cnt, min(sizeof(press_cnt), count));
memset((void *)press_cnt, 0, sizeof(press_cnt));
return err ? -EFAULT : 0;
}
/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心
* 当应用程序操作设备文件时所调用的open、read、write等函数，
* 最终会调用这个结构中的对应函数
*/
static struct file_operations s3c24xx_buttons_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，指向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
.open = s3c24xx_buttons_open,
.release = s3c24xx_buttons_close,
.read = s3c24xx_buttons_read,
};
/*向内核添加设备的函数*/
static void char_reg_setup_cdev (void)
{
int error;
dev_t devno = MKDEV (BUTTON_MAJOR,BUTTON_MINOR); //将已有的主次设备号转换为一个 dev_t,
/*初始化设备cdev同时建立和_fops结构的联系*/
cdev_init (&cdev, &s3c24xx_buttons_fops);
cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev.ops = &s3c24xx_buttons_fops;
/*添加设备 如果是动态申请的设备号，就用
cdev_add(&cdev,MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);
向内核添加设备，第一个参数是设备，第二个参数是设备号，
第三个参数是要注册的次设备数目，mem_major在动态申请时候保存起来了。
*/
error = cdev_add (&cdev, devno , 1);
if (error)
printk (KERN_NOTICE "Error %d adding char_reg_setup_cdev", error);
}
struct class *my_class; //定义一个类，为在/dev目录下自动创建设备节点
/*
* 执行“insmod s3c24xx_buttons.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static int __init s3c24xx_buttons_init(void)
{
int result;
/*1. 注册获取字符设备号*/
dev = MKDEV (BUTTON_MAJOR,BUTTON_MINOR)
result = register_chrdev_region (dev, NUMBER_OF_DEVICES, DEVICE_NAME);
if (result<0)
{
printk (KERN_WARNING "hello: can't get major number %d\n", BUTTON_MAJOR);
return result;
}
/*2. 利用注册的设备号向内核添加设备*/
char_reg_setup_cdev ();
/*3. 在/sysfs下创建一个类 */
my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_class");
if(IS_ERR(my_class))
{
printk("Err: failed in creating class.\n");
return -1;
}
/*4. 在sysfs中注册你的驱动,且利用已经创建好的类在/dev/目录下创建一个该设备的节点 */
device_create( my_class, NULL, MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0), DEVICE_NAME);
printk (KERN_INFO "Registered character driver\n");
return 0;
}
/*
* 执行”rmmod s3c24xx_buttons.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static void __exit s3c24xx_buttons_exit(void)
{
/* 卸载驱动程序 */
dev_t devno = MKDEV(BUTTON_MAJOR,BUTTON_MINOR);
cdev_del (&cdev); //删除设备结构
device_destroy(my_class, MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0)); //删除 /dev目录下的节点
class_destroy(my_class); //删除创建的class
unregister_chrdev_region (devno, NUMBER_OF_DEVICES); //注销字符设备
printk (KERN_INFO "char driver cleaned up\n");
}
/* 这两行指定驱动程序的初始化函数和卸载函数 */
module_init(s3c24xx_buttons_init);
module_exit(s3c24xx_buttons_exit);
/* 描述驱动程序的一些信息，不是必须的 */
MODULE_AUTHOR("http://www.100ask.net");
MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 BUTTON Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
3. register_chrdev_region 注册一个系统自动分配主次设备号的设备，后利用class类在/dev/目录下自动创建一个该设备的节点
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#define DEVICE_NAME "buttons" /* 加载模式后，执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */
int button_major; /* 主设备号 */
int button_minor=0; //此设备号
int number_of_devices=1; //要注册设备的个数
struct cdev cdev; //定义一个cdev结构的设备
dev_t dev = 0;
struct button_irq_desc {
int irq;
unsigned long flags;
char *name;
};
/* 用来指定按键所用的外部中断引脚及中断触发方式, 名字 */
static struct button_irq_desc button_irqs [] = {
{IRQ_EINT1, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY1"}, /* K1 */
{IRQ_EINT4, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY2"}, /* K2 */
{IRQ_EINT2, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY3"}, /* K3 */
{IRQ_EINT0, IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY4"}, /* K4 */
};
/* 按键被按下的次数(准确地说，是发生中断的次数) */
static volatile int press_cnt [] = {0, 0, 0, 0};
/* 等待队列:
* 当没有按键被按下时，如果有进程调用s3c24xx_buttons_read函数，
* 它将休眠
*/
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);
/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，s3c24xx_buttons_read将它清0 */
static volatile int ev_press = 0;
static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
volatile int *press_cnt = (volatile int *)dev_id;
*press_cnt = *press_cnt + 1;
ev_press = 1;
wake_up_interruptible(&button_waitq);
return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行open(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_open函数
*/
static int s3c24xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
int err;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {
err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, button_irqs[i].flags,
button_irqs[i].name, (void *)&press_cnt[i]);
if (err)
break;
}
if (err) {
i--;
for (; i >= 0; i--)
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&press_cnt[i]);
return -EBUSY;
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行close(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_close函数
*/
static int s3c24xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&press_cnt[i]);
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/buttons执行read(...)时，
* 就会调用s3c24xx_buttons_read函数
*/
static int s3c24xx_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff,
size_t count, loff_t *offp)
{
unsigned long err;
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
ev_press = 0;
err = copy_to_user(buff, (const void *)press_cnt, min(sizeof(press_cnt), count));
memset((void *)press_cnt, 0, sizeof(press_cnt));
return err ? -EFAULT : 0;
}
/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心
* 当应用程序操作设备文件时所调用的open、read、write等函数，
* 最终会调用这个结构中的对应函数
*/
static struct file_operations s3c24xx_buttons_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = s3c24xx_buttons_open,
.release = s3c24xx_buttons_close,
.read = s3c24xx_buttons_read,
};
/*向内核添加设备的函数*/
static void char_reg_setup_cdev (void)
{
int error;
dev_t devno = MKDEV (button_major,button_minor); //将已有的主次设备号转换为一个 dev_t,
/*初始化设备cdev同时建立和_fops结构的联系*/
cdev_init (&cdev, &s3c24xx_buttons_fops);
cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev.ops = &s3c24xx_buttons_fops;
/*添加设备 如果是动态申请的设备号，就用
cdev_add(&cdev,MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);
向内核添加设备，第一个参数是设备，第二个参数是设备号，
第三个参数是要注册的次设备数目，mem_major在动态申请时候保存起来了。
*/
//error = cdev_add(&cdev,MKDEV(button_major, 0), number_of_devices)
error = cdev_add (&cdev, devno ,number_of_devices);
if (error)
printk (KERN_NOTICE "Error %d adding char_reg_setup_cdev", error);
}
struct class *my_class; //定义一个类，为在/dev目录下自动创建设备节点
/*
* 执行“insmod s3c24xx_buttons.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static int __init s3c24xx_buttons_init(void)
{
int result;
/*1. 注册获取字符设备号动态分配*/
result=alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, DEVICE_NAME);//动态获得主设备号
if (result<0)
{
printk (KERN_WARNING "hello: can't auto get major number\n");
return result;
}
button_major=MAJOR(dev);
/*2. 利用注册的设备号向内核添加设备*/
char_reg_setup_cdev ();
/*3. 在/sysfs下创建一个类 */
my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_class");
if(IS_ERR(my_class))
{
printk("Err: failed in creating class.\n");
return -1;
}
/*4. 在sysfs中注册你的驱动,且利用已经创建好的类在/dev/目录下创建一个该设备的节点 */
device_create( my_class, NULL, MKDEV(button_major, button_minor), DEVICE_NAME);
printk (KERN_INFO "Registered character driver\n");
return 0;
}
/*
* 执行”rmmod s3c24xx_buttons.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static void __exit s3c24xx_buttons_exit(void)
{
/* 卸载驱动程序 */
dev_t devno = MKDEV(button_major,button_minor);
cdev_del (&cdev); //删除设备结构
device_destroy(my_class, MKDEV(button_major,button_minor)); //删除 /dev目录下的节点
class_destroy(my_class); //删除创建的class
unregister_chrdev_region (devno, number_of_devices); //注销字符设备
printk (KERN_INFO "char driver cleaned up\n");
}
/* 这两行指定驱动程序的初始化函数和卸载函数 */
module_init(s3c24xx_buttons_init);
module_exit(s3c24xx_buttons_exit);
/* 描述驱动程序的一些信息，不是必须的 */
MODULE_AUTHOR("http://www.100ask.net");
MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 BUTTON Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
4.测试程序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int i;
int ret;
int fd;
int press_cnt[4];
fd = open("/dev/buttons", 0); // 打开设备
if (fd < 0) {
printf("Can't open /dev/buttons\n");
return -1;
}
// 这是个无限循环，进程有可能在read函数中休眠，当有按键被按下时，它才返回
while (1) {
// 读出按键被按下的次数
ret = read(fd, press_cnt, sizeof(press_cnt));
if (ret < 0) {
printf("read err!\n");
continue;
}
for (i = 0; i < sizeof(press_cnt)/sizeof(press_cnt[0]); i++) {
// 如果被按下的次数不为0，打印出来
if (press_cnt[i])
printf("K%d has been pressed %d times!\n", i+1, press_cnt[i]);
}
}
close(fd);
return 0;
}
