RK3568驅(qū)動指南｜第二篇 字符設(shè)備基礎(chǔ)-第12章 字符設(shè)備驅(qū)動框架實驗
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瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工藝，搭載一顆四核Cortex-A55處理器和Mali G52 2EE 圖形處理器。RK3568 支持4K 解碼和 1080P 編碼，支持SATA/PCIE/USB3.0 外圍接口。RK3568內(nèi)置獨立NPU，可用于輕量級人工智能應(yīng)用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系統(tǒng)，主要面向物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、NVR 存儲、工控平板、工業(yè)檢測、工控盒、卡拉 OK、云終端、車載中控等行業(yè)。
第12章 字符設(shè)備驅(qū)動框架實驗
下面對前面三個章節(jié)進行總結(jié)，首先驅(qū)動向Linux內(nèi)核進行設(shè)備號申請，之后的字符設(shè)備注冊時，會對申請的設(shè)備號進行使用。而Linux 內(nèi)核會將字符設(shè)備抽象成一個具體的struct cdev結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體記錄了字符設(shè)備的字符設(shè)備號、內(nèi)核對象等信息，cdev_init(…)函數(shù)對結(jié)構(gòu)體進行初始化之后，cdev_add(…)函數(shù)將設(shè)備號和cdev結(jié)構(gòu)體進行鏈接，這時設(shè)備號才真正指向了內(nèi)核中注冊的設(shè)備。設(shè)備注冊成功之后，此時還不能對字符設(shè)備進行文件操作，所以需要設(shè)備節(jié)節(jié)點來充當內(nèi)核和用戶層通信的橋梁，至此，前面三個章節(jié)就總結(jié)完成了，以上步驟并沒有涉及到操作設(shè)備文件，本章節(jié)將對字符設(shè)備框架進行最終的完善。
12.1 文件操作集簡介
在進行注冊字符設(shè)備實驗章節(jié)中，使用cdev_init(…)函數(shù)對struct cdev結(jié)構(gòu)體類型變量和struct file_operations結(jié)構(gòu)體類型變量相鏈接，struct file_operations結(jié)構(gòu)體就是把系統(tǒng)調(diào)用和驅(qū)動程序關(guān)聯(lián)起來的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)體的每一個成員都對應(yīng)著一個系統(tǒng)調(diào)用，讀取file_operation中相應(yīng)的函數(shù)指針，接著把控制權(quán)轉(zhuǎn)交給函數(shù)，從而完成了Linux設(shè)備驅(qū)動程序的工作。
file_operations結(jié)構(gòu)體定義在“內(nèi)核源碼/include/linux/fs.h”文件中，下面對部分常用函數(shù)進行說明：
struct module *owner;
owner是第一個 file_operations 成員，它并不是一個操作, 而一個指向擁有該結(jié)構(gòu)的模塊的指針，避免正在操作時被卸載，一般為初始化為THIS_MODULES (在 <linux/module.h> 中定義的宏)
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
read函數(shù)指針用來從設(shè)備中同步讀取數(shù)據(jù)，讀取成功返回讀取的字節(jié)數(shù)。與應(yīng)用程序中的 read函數(shù)對應(yīng)。
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
write函數(shù)指針用來發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備. 寫入成功返回寫入的字節(jié)數(shù)。與應(yīng)用程序中的write函數(shù)對應(yīng)。
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
unlocked_ioctl函數(shù)指針提供對于設(shè)備的控制功能，與應(yīng)用程序中的ioctl函數(shù)對應(yīng)。
int (*open) (struct inode *, struct file *);
open函數(shù)指針用于打開設(shè)備,與應(yīng)用程序中的open函數(shù)對應(yīng)。
int (*release) (struct inode *, struct file *);
release函數(shù)指針在file結(jié)構(gòu)體釋放時被調(diào)用
至此對于file_operations文件操作集的部分常用函數(shù)就介紹完了，填充了部分常用函數(shù)的 file_operations結(jié)構(gòu)體如下（圖12-1）所示：
static struct file_operations cdev_fops_test = {
.owner = THIS_MODULE,//將owner字段指向本模塊，可以避免在模塊的操作正在被使用時卸載該模塊
.open = chrdev_open,//將open字段指向chrdev_open(...)函數(shù)
.read = chrdev_read,//將open字段指向chrdev_read(...)函數(shù)
.write = chrdev_write,//將open字段指向chrdev_write(...)函數(shù)
.release = chrdev_release,//將open字段指向chrdev_release(...)函數(shù)
};//定義file_operations結(jié)構(gòu)體類型的變量cdev_test_ops
會在下個小節(jié)進行字符設(shè)備驅(qū)動框架實驗代碼的編寫，在上一章節(jié)實驗的基礎(chǔ)上加入file_operations結(jié)構(gòu)體，并通過應(yīng)用程序?qū)ψ址O(shè)備驅(qū)動進行文件操作測試。
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