一、細(xì)節(jié)提要

1、與用戶與內(nèi)核數(shù)據(jù)交換有關(guān)的函數(shù) （1）copy_from_user()函數(shù)

該將數(shù)據(jù)從用戶空間復(fù)制到內(nèi)核空間。

如果成功復(fù)制則返回0，如果不成功復(fù)制則返回尚未成功復(fù)制的剩下的字節(jié)數(shù)。

（2）copy_to_user()函數(shù)

將數(shù)據(jù)從內(nèi)核空間復(fù)制到用戶空間。

（3）復(fù)制機(jī)制與使用mmap的對比

復(fù)制時(shí)，內(nèi)核空間和用戶空間的地址不一樣，效率低。

2、代碼邏輯圖

二、代碼示例

1、代碼編寫

在ubuntu的/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/tmp中編寫代碼：app.c與module_test.c。

2、代碼編譯

（1）編譯驅(qū)動(dòng)源代碼

利用同目錄下的Makefile文件編譯module_test.c，得到module_test.ko驅(qū)動(dòng)文件。

（2）編譯應(yīng)用層程序

怎樣編譯app.c？使用ubuntu的gcc還是交叉編譯工具鏈？或者和驅(qū)動(dòng)源代碼一樣的操作（這個(gè)如何完成編譯的）?

因?yàn)榇藨?yīng)用層程序要在開發(fā)板運(yùn)行，因此需要使用交叉編譯工具鏈中的gcc來編譯，而不是 ubuntu 中的gcc。

在已經(jīng)正確安裝了交叉編譯工具鏈的ubuntu系統(tǒng)中，使用如下命令編譯app.c得到app.exe。

因?yàn)橹皩?shí)驗(yàn)中已經(jīng)將ubuntu的/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/tmp掛載到開發(fā)板/mnt目錄，所以開發(fā)板完全啟動(dòng)后，可以在/mnt目錄中看到剛才編譯的文件。

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3、代碼測試

可以直接在開發(fā)板的/mnt目錄下進(jìn)行測試。

（1）裝載測試

裝載后查看/proc/devices，是否有驅(qū)動(dòng)源碼中所寫的驅(qū)動(dòng)名字、自動(dòng)分配的主設(shè)備號。

（2）創(chuàng)建設(shè)備文件

（3）操作設(shè)備文件

運(yùn)行應(yīng)用層程序app.exe，觀察運(yùn)行效果。

說明

1）Linux系統(tǒng)字符編碼默認(rèn)是UTF-8格式的，如果SecureCRT沒有設(shè)置成UTF-8格式，中文顯示會出現(xiàn)亂碼。設(shè)置SCRT格式的方法見博客：SecureCRT顯示亂碼的解決辦法

2）為何應(yīng)用層判斷是否open成功的代碼很遲才輸出？（待解決）

（4）卸載模塊測試

4、總結(jié)說明

（1）應(yīng)用層的代碼編譯，要使用交叉編譯工具鏈。

（2）驅(qū)動(dòng)源代碼的編譯，要使用與開發(fā)板系統(tǒng)內(nèi)核版本一致的內(nèi)核源碼進(jìn)行編譯。其實(shí)應(yīng)該還是借用ubuntu的 gcc工具來進(jìn)行編譯的，因?yàn)閮?nèi)核源碼中沒有g(shù)cc編譯器。Makefile 文件指明要進(jìn)入這個(gè)與開發(fā)板系統(tǒng)內(nèi)核版本一致的內(nèi)核源碼中，然后make modules。這說明是根據(jù)內(nèi)核源碼中的Makefile文件的指示，執(zhí)行Makefile文件中的一個(gè)目標(biāo)modules。

（3）mymajor = register_chrdev(0, MYNAME, &test_fops);

參數(shù) 0 表示讓系統(tǒng)自動(dòng)分配主設(shè)備號。

參數(shù)MYNAME表示設(shè)備（或者說驅(qū)動(dòng)）的名字。

參數(shù)&test_fops是指向struct file_operations變量的指針，這個(gè)變量代表著驅(qū)動(dòng)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。

返回值mymajor代表系統(tǒng)為設(shè)備分配的主設(shè)備號。

/proc/devices文件記錄著系統(tǒng)中已經(jīng)注冊的塊設(shè)備和字符設(shè)備?？梢酝ㄟ^cat或者vim（但只能讀不能修改）來查看此文件內(nèi)容。注冊成功后，可以通過/proc/devices文件查看到該設(shè)備的名字MYNAME及其設(shè)備號mymajor。

此函數(shù)成功后，主設(shè)備號為mymajor的設(shè)備與它的驅(qū)動(dòng)內(nèi)容&test_fops就關(guān)聯(lián)起來了，也就是說一個(gè)設(shè)備對應(yīng)了一個(gè)驅(qū)動(dòng)內(nèi)容。那在應(yīng)用層如何表示這個(gè)設(shè)備呢？見（4）。

（4）/dev/test是設(shè)備文件，是命令行中使用mknod命令創(chuàng)建的。安裝好驅(qū)動(dòng)模塊后，得到系統(tǒng)分配的主設(shè)備號mymajor（這里是250）。然后利用這個(gè)主設(shè)備號來創(chuàng)建設(shè)備文件，即執(zhí)行“mknod /dev/test c 250 126”。這樣一來，主次設(shè)備號為250、126的設(shè)備就和設(shè)備文件/dev/test關(guān)聯(lián)了，應(yīng)用層通過API操作/dev/test文件，也就是操作主次設(shè)備號為250、126的設(shè)備，而應(yīng)用層操作里的API就對應(yīng)著這個(gè)設(shè)備對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)&test_fops。

設(shè)備文件不能使用vim打開，可以使用ls -l 命令查看。

綜合（3）（4），主次設(shè)備號、設(shè)備名字、驅(qū)動(dòng)內(nèi)容、設(shè)備文件，這幾個(gè)概念要清楚。

主次設(shè)備號：主設(shè)備號是register_chrdev()的返回值mymajor，次設(shè)備號在mknod時(shí)設(shè)定。

設(shè)備名字：MYNAME （主設(shè)備號、設(shè)備名字在/proc/devices文件中）

驅(qū)動(dòng)內(nèi)容：&test_fops （程序猿在驅(qū)動(dòng)源代碼中編寫）

設(shè)備文件：/dev/test，利用mknod命令手動(dòng)創(chuàng)建

（5）設(shè)備文件是手動(dòng)創(chuàng)建的，能不能讓它自動(dòng)創(chuàng)建呢？字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)高級篇4——自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備文件的函數(shù)代碼分析_天糊土的博客-CSDN博客

（6）應(yīng)用層的open、read等API，與驅(qū)動(dòng)源碼的test_chrdev_open、test_chrdev_read等具體操作函數(shù)，通過struct file_operations的填充而關(guān)聯(lián)起來。不過這里的驅(qū)動(dòng)源碼中的test_chrdev_open、test_chrdev_read等具體操作函數(shù)，并沒有做什么事情，按理應(yīng)該操作一些硬件的。這里只是為了演示應(yīng)用層讀寫操作與驅(qū)動(dòng)層的讀寫如何關(guān)聯(lián)起來的，因而沒有硬件操作細(xì)節(jié)（比如硬件寄存器操作這些行為）。

關(guān)于具體的硬件操作見：字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)5——驅(qū)動(dòng)如何操控硬件（動(dòng)靜態(tài)映射操作LED）

1、應(yīng)用層代碼：app.c

2、驅(qū)動(dòng)文件：module_test.c