基于Amlogic 安卓9.0, 驱动简说（一）：字符设备驱动，手动创建设备

一、前言

• 本文提取书籍中，较为经典的例子。
• 让驱动的学习，变得更加简单。
• 目前市面上，很难找到一本讲得特别好的嵌入式驱动开发教程，尤其是适配Android 平台的。LDD3是一本翻译较好，写得较好的书，但其内容基于Linux kernel 2.6版本，接口和架构都较老了。国产书籍普遍较为片面，翻译的书籍则表述较差（机器翻译），于是乎，看完之后，想总结一下！

本文基于Amlogic T972 ， Android 9.0， 内核版本 4.9.113

二、系列文章

第1篇：基于Amlogic 安卓9.0, 驱动简说（一）：字符设备驱动，手动创建设备
第2篇：基于Amlogic 安卓9.0, 驱动简说（二）：字符设备驱动，自动创建设备
第3篇：基于Amlogic 安卓9.0, 驱动简说（三）：使用misc框架，让驱动更简单
第4篇：基于Amlogic 安卓9.0, 驱动简说（四）：Platform平台驱动，驱动与设备的分离

三、解析：完整源码

提要：
（1）主设备号用于对设备进行分类
（2）此设备号代表具体的设备，第N个

1. helloworld_amlogic_char_driver.c

• 缺点1：手动分配主设备号
• 缺点2：需要手动创建设备文件
• 文件，参考位置：android9.0\common\drivers\amlogic\input\helloworld_amlogic_char_driver.c

/* 模块初始化、卸载的接口头文件  */
#include <linux/module.h>

/* 字符设备头文件 */
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>

/* 定义主设备号 */
#define MY_MAJOR_NUM    202

/* 定义设备的私有结构体，因为简单，直接使用struct cdev，
如果要支持同个相同的设备，则一般需要为每个设备分配一个结构体，
代表对应的设备 */
static struct cdev aml_cdev;

/* 应用层系统调用：open()、fopen 打开设备节点文件时，将回调此函数  */
static int aml_cdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
   
    pr_info("aml_cdev_open() is called.\n");
    return 0;
}

/* 应用层系统调用：close()、fclose 关闭设备节点文件时，将回调此函数  */
static int aml_cdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
   
    pr_info("aml_cdev_close() is called.\n");
    return 0;
}

/*  应用层系统调用：ioctrl() 操作设备节点文件时，将回调此函数  */
static long aml_cdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
   
    pr_info("aml_cdev_ioctl() is called. cmd = %d, arg = %ld\n", cmd, arg);
    return 0;
}

/* 注册回调函数：只需要实现需要的接口即可 */
static const struct file_operations aml_cdev_fops = {
   
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = aml_cdev_open,
    .release = aml_cdev_close,
    .unlocked_ioctl = aml_cdev_ioctl,
};

/* 模块初始化函数  */
static int __init aml_cdev_init(void)
{
   
    int ret;
    /* 手动分配一个主设备号、次设备号，需要避开系统已使用的号码*/
    dev_t dev = MKDEV(MY_MAJOR_NUM, 0);
    pr_info("aml_cdev_init \n");

    /* 注册并获取此设备号 */
    ret = register_chrdev_region(dev, 1, "aml_char_device");
    if (ret < 0){
   
        pr_info("Unable to allocate mayor number %d\n", MY_MAJOR_NUM);
        return ret;
    }

    /* 初始化aml_cdev，并将其添加内核中*/
    cdev_init(&aml_cdev, &aml_cdev_fops);
    ret= cdev_add(&aml_cdev, dev, 1);
    if (ret < 0){
   
        unregister_chrdev_region(dev, 1);
        pr_info("Unable to add cdev\n");
        return ret;
    }

    return 0;
}

/* 模块退出时执行卸载操作  */
static void __exit aml_cdev_exit(void)
{
   
    pr_info("aml_cdev_exit\n");
    cdev_del(&aml_cdev);//删除设备
    unregister_chrdev_region(MKDEV(MY_MAJOR_NUM, 0), 1); //注销设备号
}


/* 固定的模板部分，将导出模块的初始化和卸载接口符号 */
module_init(aml_cdev_init);
module_exit(aml_cdev_exit);

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("szhou <66176468@qq.com>");
MODULE_DESCRIPTION("This is a amlogic debug tool.");

2. Makefile

• android9.0\common\drivers\amlogic\input\Makefile

#
# Makefile for the input core drivers.
#

# Each configuration option enables a list of files.

obj-$(CONFIG_AMLOGIC_AVIN_DETECT) += avin_detect/

obj-$(CONFIG_AMLOGIC_INPUT_KEYBOARD) += keyboard/

obj-$(CONFIG_AMLOGIC_REMOTE) += remote/

obj-$(CONFIG_AMLOGIC_TOUCHSCREEN) += touchscreen/

obj-$(CONFIG_AMLOGIC_SENSOR) += sensor/

# 添加下面语句，并将helloworld_amlogic_char_driver.c放在同一目录下
obj-m +=  helloworld_amlogic_char_driver.o

四、编译执行

4.1 编译

• （1）执行安卓编译命令，全部或局部编译kernel
• （2）模块生成位置：out/target/product/x301/obj/KERNEL_OBJ/drivers/amlogic/input/helloworld_amlogic_char_driver.ko

make: Leaving directory `/home/builder/android_x301/source/t962x3-t972-android9.0/out/target/product/x301/obj/KERNEL_OBJ'
[ 75% 3/4] Kernel installed
 Prebuilt:  (out/target/product/x301/kernel)
[100% 4/4] Target boot image: out/target/product/x301/boot.img

#### build completed successfully (05:59 (mm:ss)) ####

Build kernel ok!
root@d185403d1e6f:/home/builder/android_x301/source/t962x3-t972-android9.0# ./build.sh kernel

4.2 执行

（1）部署

• 启动一个windows 命令行串口：ctrl + r ， 输入 cmd

>adb usb
restarting in USB mode

>adb root
restarting adbd as root

>adb push helloworld_amlogic_char_driver.ko /data/
helloworld_amlogic_char_driver.ko: 1 file pushed, 0 skipped. 5.1 MB/s (101656 bytes in 0.019s)

（2）加载ko文件

>adb shell
x301:/ #
x301:/ # insmod /data/helloworld_amlogic_char_driver.ko

（3）查看结果

• cat /proc/devicecs 可以看到已分配的设备节点，及其节点设备名称
• 如下所示，已按楼上驱动，分配了主设备号：202

x301:/ # cat /proc/devices  | grep 202
202 aml_char_device
x301:/ #

（4）是否有设备文件了呢？

• 创建的设备节点文件，会被放置在设备文件系统下，即/dev目录下
• 通过命令查找，无论是文件名，主设备号，可以发现/dev目录下没有对应驱动的设备存在
• 原因：我们只是注册了驱动，尚未创建设备

x301:/dev # ls -al  | grep 202
x301:/dev #
x301:/dev # ls -l aml_*
crw------- 1 root root 243,   0 2018-01-01 08:00 aml_demod
crw------- 1 root root 242,   0 2018-01-01 08:00 aml_demod_ui
x301:/dev #

4.3 手动创建设备

• 在板子上，执行mknod命令创建设备节点
• 路径：/dev
• 文件名：aml_char ，这个可以随意
• 主设备号：202, 必须和驱动声明的主设备号一致，否则驱动不知道你是谁
• 次设备号：0， 一般从0开始编号

1|x301:/dev # mknod /dev/aml_char c 202 0
x301:/dev #

如此，我们就创建了和驱动能匹配的设备文件，应用层的程序通过系统调用，open(“/dev/aml_char”, O_RDWR)，既可以以可读写方式打开设备。

五、应用层调用

5.1 源码

• hello_aml.c

#include <stdio.h>

int main()
{
   


  int buf[4]={
   0};
  int fd=0;

  //(1) 测试 open
  fd = open("/dev/aml_char", O_RDWR);
  if(fd == -1){
   
    printf("Failed: open /dev/aml_char \n");
    return 0;
  }

  //(2) 测试 ioctl
  ioctl(fd, 0x12, buf); 

  //(3) 测试 clsoe    
  close(fd);
  return 0;

}

5.2 测试结果

• 打印默认是输出到串口上，所以此处是在串口上执行命令
• 使用adb shell的同学，可以执行后，输入dmesg查看打印

:/ # ./data/hello_aml 
[11843.579654@2]- aml_cdev_open() is called.
[11843.579734@2]- aml_cdev_ioctl() is called. cmd = 18, arg = -1148368336
[11843.579744@2]- aml_cdev_close() is called.
:/ #

效果如下图：

六、源码下载

需要尝试的同学，可从下面地址获取

• 地址：https://gitee.com/amizhou/amlogic\_t972\_android9\_driver/tree/master/index\_01\_simpleSay\_drivers/lesson\_01

git clone git@gitee.com:amizhou/amlogic_t972_android9_driver.git

七、篇尾

保持持续学习， 欢迎私信交流。