linux驱动开发学习笔记五：如何开始编写你的第一个字符设备驱动？

一、驱动模块的加载和卸载

Linux 驱动有两种运行方式，第一种就是将驱动编译进 Linux 内核中，这样当 Linux 内核启动的时候就会自动运行驱动程序。第二种就是将驱动编译成模块(Linux 下模块扩展名为.ko)，在Linux 内核启动以后使用“insmod”命令加载驱动模块。在调试驱动的时候一般都选择将其编译为模块，这样我们修改驱动以后只需要编译一下驱动代码即可，不需要编译整个 Linux 代码。而且在调试的时候只需要加载或者卸载驱动模块即可，不需要重启整个系统。

模块有加载和卸载两种操作，我们在编写驱动的时候需要注册这两种操作函数，模块的加载和卸载注册函数如下：

module_init(xxx_init); //注册模块加载函数
module_exit(xxx_exit); //注册模块卸载函数

module_init函数用来向 Linux 内核注册一个模块加载函数，参数 xxx_init就是需要注册的具体函数，当使用“insmod”命令加载驱动的时候，xxx_init这个函数就会被调用。module_exit()函数用来向 Linux 内核注册一个模块卸载函数，参数 xxx_exit就是需要注册的具体函数，当使用“rmmod”命令卸载具体驱动的时候 xxx_exit函数就会被调用。

字符设备驱动模块加载和卸载模板如下所示：

1 /* 驱动入口函数 */
2 static int __init xxx_init(void) 
3 { 
4 /* 入口函数具体内容 */
5     return 0; 
6 } 
7 
8 /* 驱动出口函数 */
9 static void __exit xxx_exit(void)
10 {
11 /* 出口函数具体内容 */
12 }
13
14 /* 将上面两个函数指定为驱动的入口和出口函数 */
15 module_init(xxx_init);
16 module_exit(xxx_exit);

第 2 行，定义了个名为 xxx_init的驱动入口函数，并且使用了“__init”来修饰。 第 9 行，定义了个名为xxx_exit的驱动出口函数，并且使用了“__exit”来修饰。 第 15 行，调用函数 module_init来声明 xxx_init为驱动入口函数，当加载驱动的时候xxx_init函数就会被调用。 第 16 行，调用函数module_exit来声明xxx_exit为驱动出口函数，当卸载驱动的时候xxx_exit函数就会被调用。

驱动的加载和卸载推荐分别使用：

modprobe drv.ko

rmmod drv.ko

之所以不使用insmod命令，是因为insmod命令不能解决模块的依赖关系，比如 drv.ko 依赖 first.ko这个模块，就必须先使用insmod 命令加载first.ko这个模块，然后再加载 drv.ko 这个模块。但是 modprobe就不会存在这个问题，modprobe 会分析模块的依赖关系，然后会将所有的依赖模块都加载到内核中，因此modprobe 命令相比insmod 要智能一些。modprobe 命令主要智能在提供了模块的依赖性分析、错误检查、错误报告等功能，所以推荐使用 modprobe命令来加载驱动。modprobe命令默认会去/lib/modules/目录中查找模块，我们使用的 Linux kernel 的版本号为 4.1.15，因此 modprobe 命令默认会到/lib/modules/4.1.15这个目录中查找相应的驱动模块，一般自己制作的根文件系统中是不会有这个目录的，所以需要自己手动创建。

二、字符设备的注册和注销

对于字符设备驱动而言，当驱动模块加载成功以后需要注册字符设备，同样，卸载驱动模块的时候也需要注销掉字符设备。字符设备的注册和注销函数原型如下所示:

static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
                                  const struct file_operations *fops)
                                  
static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)

register_chrdev函数用于注册字符设备，此函数一共有三个参数，这三个参数的含义如下：

• major：主设备号，Linux 下每个设备都有一个设备号，设备号分为主设备号和次设备号两部分，关于设备号后面会提到。
• name：设备名字，类型为字符串指针，指向一串字符串。
• fops：结构体 file_operations 类型指针，指向设备的操作函数集合变量。

unregister_chrdev函数用户注销字符设备，此函数有两个参数，这两个参数含义如下：

• major：要注销的设备对应的主设备号。
• name：要注销的设备对应的设备名

一般字符设备的注册在驱动模块的入口函数 xxx_init 中进行，字符设备的注销在驱动模块的出口函数 xxx_exit中进行。如下所示：

1 static struct file_operations test_fops; 
2
3 /* 驱动入口函数 */
4 static int __init xxx_init(void) 
5 { 
6      /* 入口函数具体内容 */
7      int retvalue = 0; 89 /* 注册字符设备驱动 */
10     retvalue = register_chrdev(200, "chrtest", &test_fops);
11     if(retvalue