嵌入式Linux驱动程序开发（III）-字符设备驱动程序
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姓名：薛少红学号：19020100016学院：电子工程学院
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【嵌入式牛指南】本文介绍了嵌入式Linux驱动程序开发的字符设备驱动程序的概念和方法
【嵌入式牛鼻子】嵌入式Linux驱动程序开发
【嵌入式牛问题】如何开发嵌入式Linux字符设备驱动程序？
【嵌入奶牛的身体】
Linux中有三种类型的驱动程序：字符设备驱动程序、块设备驱动程序和网络设备驱动程序。
字符设备驱动程序：IO端口的驱动程序，如照明、I2C、SPI、音频等。
块设备驱动程序：内存设备驱动程序，如EMMC、NAND、SD卡、U盘等存储设备
网络设备驱动程序：网络驱动程序，如USB WIFI，使用USB接口，因此属于字符设备，但它可以访问互联网，因此也属于网络设备驱动。
Linuxapp如何调用驱动程序？
在Linux中，一切都是一个文件。成功加载驱动程序后，将在“/dev”目录中生成相应的文件。app可以通过对名为“/dev/xxx”的文件（xxx是驱动程序文件的特定名称）执行相应操作来在硬件上运行。
例如，对于led灯/dev/led的驱动程序文件，app使用open（）、close（）、write（）、read（）等函数对该文件进行操作，然后控制硬件。
角色设备驱动程序简介
app在用户空间中运行，Linux驱动程序是内核的一部分，因此驱动程序在内核空间中运行。当我们想在用户空间中操作内核时，例如使用open函数打开/dev/led驱动程序，因为用户空间不能直接在内核上操作，所以我们必须使用一种称为“system call”的方法将用户空间“陷阱”到内核空间中，这样我们才能在底层驱动程序上操作。
如上图所示，从app到特定驱动程序都有相应的功能，例如调用open函数。
在内核部分：Linux内核文件包括/Linux/fs在h中有一个文件。操作的结构是Linux内核驱动的操作函数的集合。（从管理驱动程序文件的名称可知）
1588结构文件_操作{
一千五百八十九
结构模块*所有者；
一千五百九十
loff_t（*llseek）（结构文件*，lof_t，int）；
一千五百九十一
ssize_t（*read）（结构文件*，char__user*，size_t，loff_t*）；
一千五百九十二
ssize_t（*write）（结构文件*，const char __user*，size_t，loff_t*）；
一千五百九十三
ssize_t（*read_iter）（结构kiocb*，结构iov_iter*）；
一千五百九十四
ssize_t（*write_iter）（结构kiocb*，结构iov_iter*）；
一千五百九十五
int（*迭代）（结构文件*，结构dir_context*）；
一千五百九十六
无符号整数（*poll）（结构文件*，结构poll_table_struct*）；
一千五百九十七
long（*unlocked_ioctl）（结构文件*，无符号int，无符号long）；
一千五百九十八
long（*compat_ioctl）（结构文件*，无符号int，无符号long）；
一千五百九十九
int（*mmap）（结构文件*，结构vm_area_struct*）；
一千六百
int（*mremap）（结构文件*，结构vm_area_struct*）；
一千六百零一
int（*open）（结构索引节点*，结构文件*）；
一千六百零二
int（*flush）（结构文件*，fl_owner_t id）；
一千六百零三
int（*release）（结构索引节点*，结构文件*）；
一千六百零四
int（*fsync）（结构文件*，loff_t，loff.t，int数据同步）；
一千六百零五
int（*aio_fsync）（结构kiocb*，int数据同步）；
......
1618#ifndef配置_ MMU
一千六百一十九
无符号（*mmap_cabilities）（结构文件*）；
1620#结束
1621 };
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
十一
十二
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十四
十五
十六
十七
十八
十九
二十
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file_操作结构中重要且常用的功能：
在第1589行，所有者拥有结构的模块的指针，该指针通常设置为THIS_module
在第1590行，llseek函数用于修改文件的当前读/写位置。
在第1591行，read函数用于读取设备文件。
在第1592行，写入功能用于将数据写入（发送）到设备文件。
在第1596行中，轮询是一个轮询函数，用于查询设备是否可以执行非阻塞读写。
第1597行，unlocked_ ioctl函数为设备提供控制功能，该功能对应于app中的ioctl功能。
第1598行，compat_Ioctl函数
