RK3568驱动指南｜第二篇字符设备基础-第10章注册字符设备实验

只看该作者 · 2024-3-13 10:45

瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工艺，搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码，支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。

在上一小节中已经对设备号的相关知识进行了讲解，并成功申请到了设备号，那在Linux系统中，设备号是怎样与字符设备进行关联的呢？字符设备又是怎样注册的呢？带着疑问，让我们开始本章节的学习吧。

10.1 注册字符设备
注册字符设备可以分为两个步骤：
1.字符设备初始化
2.字符设备的添加

10.1.1 字符设备初始化
字符设备初始化所用到的函数为cdev_init(…),在对该函数讲解之前，首先对cdev结构体进行介绍。
Linux 内核中将字符设备抽象成一个具体的数据结构 (struct cdev), 我们可以理解为字符设备对象，cdev 记录了字符设备号、内核对象、文件操作file_operations结构体（设备的打开、读写、关闭等操作接口）等信息，struct cdev 结构体定义在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中（在编写驱动程序的时候要加入该文件的引用），如下（图10-1）所示：

关于该结构体参数的注释在上图已经添加，设备初始化所用到的函数为cdev_init(),该函数同样在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中所引用如下（图10-2）所示：

该函数的详细内容在“内核源码/include/fs/char_dev.c”文件中定义，如下（图10-3）所示：

图 10-3
函数作用：
初始化传入的cdev 类型的结构体，并与自定义的file_operations * 类型的结构体进行链接。
参数含义：
cdev: 要传入的cdev类型结构体，为要初始化的字符设备。
fops：要传入的file_operations *
类型结构体，关于file_operations结构体的相关的知识会在下一章节进行讲解。
**函数返回值：**无返回值。
10.1.2 字符设备的注册

字符设备的注册：

字符设备添加所用到的函数为cdev_add()，该函数在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中所引用，如下（图10-4）所示：

函数原型：
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
函数作用：
该函数向内核注册一个struct cdev结构体
参数含义：
(1)第一个参数为要添加的struct cdev 类型的结构体
(2)第二个参数为申请的字符设备号
(3)第三个参数为和该设备关联的设备编号的数量。
这两个参数直接赋值给struct cdev 的dev成员和count成员。
**函数返回值：**添加成功返回0，添加失败返回负数。
字符设备的注销：
字符设备删除所用到的函数为cdev_del()，该函数同样在“内核源码/include/linux/cdev.h”文件中所引用，如下（图10-5）所示：

函数原型：
void cdev_del(struct cdev *p)
函数作用：
该函数会向内核删除一个struct cdev 类型结构体
参数含义：
该函数只有一个参数，为要删除的struct cdev 类型的结构体
**函数返回值：**无返回值
至此，关于注册字符设备实验所用到的函数就讲解完成了，在下一小节中将编写注册字符设备代码。
10.2 实验程序的编写
本实验对应的网盘路径为：iTOP-RK3568开发板【底板V1.7版本】\03_【iTOP-RK3568开发板】指南教程\02_Linux驱动配套资料\04_Linux驱动例程\05。
本实验采用动态申请设备号的方式进行设备号的申请，然后对设备进行注册，并将申请到的主设备号和次设备号以及设备注册情况打印到终端上。
编写完成的cdev.c代码如下（图10-6）所示

编写完成的cdev.c代码如下（图10-6）所示
相较于上一章节实验，本章节的代码去掉了静态申请设备号部分代码，并在申请设备号完成之后注册了相应的字符设备，并在驱动出口函数中添加了相应的字符设备删除代码（相关代码已加粗）。
需要注意的是，字符设备的注册要放在申请字符设备号之后，字符设备的删除要放在释放字符驱动设备号之前。
10.3 运行测试
10.3.1 编译驱动程序
在上一小节中的cdev.c代码同一目录下创建 Makefile 文件，Makefile 文件内容如下（图10-7）所示：

对于Makefile的内容注释已在上图添加，保存退出之后，来到存放parameter.c和Makefile文件目录下，如下图（图10-8）所示：

然后使用命令“make”进行驱动的编译，编译完成如下图（图10-9）所示：

编译完会生成 cdev.ko目标文件，如下图（图10-10）所示：

至此我们的驱动模块就编译成功了，下面进行驱动的运行测试。
10.3.2 运行测试
开发板启动之后，使用以下命令进行驱动模块的加载，如下图（图10-11）所示：
insmod cdev.ko

可以看到动态申请设备号成功了，主设备号为236，次设备号为0，然后使用以下命令进行注册设备号的查看，如下图（图10-12）所示：
cat /proc/devices

可以看到主设备号236的设备名为chrdev_name，和驱动程序中设置的设备名称相同，证明字符设备注册成功了，最后可以使用以下命令对驱动进行卸载，卸载完成如下图（10-13）所示：
rmmod cdev.ko

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