大家好，我是极客范的本期栏目编辑小友，现在为大家讲解如何写一个Linux设备驱动程序问题。
首先，写这第一个Linux设备驱动的目的是为了熟悉Linux驱动的框架和编程流程，所以是通过打印出来的信息来观察程序的运行情况，并不是真正的特定设备驱动，可以和C语言编程中的“Hello World”相比。
Linux下的设备驱动架构如下图所示：
本文以first_device_driver为例。
一般来说，编写一个完整的设备驱动程序需要以下步骤：
写入first_drv_open、first_drv_write、first_drv_read和first_drv_ioctl函数；
定义了file_operations结构，并填充了其成员函数first_drv_open、first_drv_write、first_drv_read和first_drv_ioctl。
模块通过register_chrdev加载函数将字符设备注册到内核中；
写入口函数；
写作的退出功能；
通过module_init()修改驱动入口函数；
通过module_exit()修改驱动器退出功能；
申报模块许可证；
下面详细解释。
步骤1:在新创建的中编写图例所示的代码。c文件。
第二步：编写Makefile脚本。
值得指出的是，编写Makefile是Linux驱动工程师必备的基础，但要明白我们不需要完全掌握Makefile的语法和编程，只需要能够模仿其他项目的Makefile，写出我们想要的Makefile即可。
第三步：在相应的目录中执行make命令，生成。ko模块文件。
这一步比较简单，只需在相应的目录中输入make命令即可。
步骤4:加载。ko文件通过u盘或nfs网络文件系统进入内核。
在加载驱动程序模块之前，我们可以使用命令：cat /proc/devices来检查字符主设备号是否已被占用。Proc文件系统是Linux运行时内存中存在的文件系统，它记录了系统运行的实时信息。当系统关闭时，proc文件系统也被释放。
然后可以通过命令：insmod first_drv.ko将模块挂载到内核，通过命令：cat /proc/devices可以观察first_drv设备是否已经挂载成功。此外，还可以通过modprobe加载驱动模块。两者的区别在于modprobe可以解决加载模块时的依赖关系，这是通过file/lib/modules/# uname-r/modules . dep()找到的。bb)，而insmod则不能解决模块之间的依赖问题。
步骤5:创建dev/first_driver设备节点。
使用命令：mknod /dev/first_driver 100 0创建一个设备节点。
第六步：编写测试应用程序。
的应用测试如下：
这里我们可以发现，测试程序中的open()函数实际上调用了驱动程序中的first_drv_open()函数，而write()函数实际上调用了驱动程序中的first_drv_write()函数。本质上就是这样一种把握。
行过程：用户空间的open（）函数-》文件系统的sys_open（）函数-》驱动的first_drv_open（）函数。另外很重要的一点，上文中图例中的程序是需要手动创建设备节点，从而提供给用户程序访问的，如此一来当驱动模块较多的时候就很麻烦，所以Linux也提供自动创建设备节点的接口，建议使用自动创建设备节点的机制。如下是自动创建设备节点的方法：
1、首先创建一个class设备类，然后在class类下，创建一个class_device，即在类下面创建类的设备；
2、在驱动入口函数中添加步骤：firstdrv_class= class_create（THIS_MODULE，“first_drv”）；irstdrv_class_devs=class_device_create（firstdrv_class，NULL，MKDEV（major，0），NULL，“first_drv”）；
3、在驱动出口函数中添加：class_device_unregister（firstdrv_class_devs）；class_destroy（firstdrv_class）；
这个自动创建设备节点的功能是基于Linux支持的热拔插功能，Linux内核中每当设备出现变动时，都会处理对应的信息，使用户程序对/dev目录下的设备进行操作。
最后，此驱动程序运行的实际效果就是打印信息，这个Linux设备驱动例程可以类比于C语言中的“Hello World”例程，希望可以帮助大家初步认识Linux的设备驱动程序。
首先说明：写这个第一个Linux设备驱动程序的目的是熟悉Linux驱动的框架以及编程流程，所以是通过打印的信息来观察程序运行的情况，并不是真正的实现了某一个具体设备的驱动，可以类比于C语言编程中的“Hello World”。
Linux下的设备驱动架构如下图所示：
在本篇文章中以first_device_driver为例进行介绍
一般来说，写出完整的设备驱动程序需要如下几个步骤：
写出first_drv_open、first_drv_write、first_drv_read和first_drv_ioctl等函数；
定义file_operations结构体并填充其成员函数first_drv_open、first_drv_write、first_drv_read和first_drv_ioctl等；
模块加载函数，通过register_chrdev将字符设备注册到内核中；
写驱动的入口函数；
写驱动的出口函数；
通过module_init（）来修饰驱动入口函数；
通过module_exit（）来修饰驱动出口函数；
声明模块许可证；
下面进行详细讲解
步骤一：在新创建的.c文件中编写如图例中的代码
步骤二：编写Makefile脚本
值得提出的一点是，编写Makefile是Linux驱动工程师必备的基础，但是要明白我们并不需要完全的掌握Makefile的语法及编程，我们只需要能模仿着其他工程的Makefile文件写出我们自己想要的Makefile文件即可。
步骤三：在对应目录中执行make命令，生成.ko模块文件
这一步骤较为简单，只是在相应目录输入make命令即可。
步骤四：通过U盘或者nfs网络文件系统将该.ko文件加载到内核中
我们在加载驱动模块之前可以先通过命令：cat /proc/devices来查看字符主设备号是否已经被占用。proc文件系统是Linux在运行时存在于内存中的文件系统，它记录着系统运行的实时信息，当关闭系统时，proc文件系统也随之释放。
然后可通过命令：insmod first_drv.ko将模块挂载到内核， 通过命令：cat /proc/devices可以观察first_drv设备是否已经挂载成功；另外也可以通过modprobe来加载驱动模块，这两者的区别在于modprobe可以解决加载模块时的依赖关系，它是通过/lib/modules/#uname -r/modules.dep（.bb）文件来查找依赖关系的，而insmod不能解决模块间的依赖问题。
步骤五：创建dev/first_driver设备节点
通过命令：mknod /dev/first_driver 100 0 来创建设备节点。
步骤六：编写应用程序进行测试
测试的应用程序如下：
在这里我们可以发现测试程序里的open（）函数实际就是调用了驱动中的first_drv_open（）函数，而write（）函数实际调用了驱动中的first_drv_write（）函数。本质上是这样的一个执行过程：用户空间的open（）函数-》文件系统的sys_open（）函数-》驱动的first_drv_open（）函数。
另外很重要的一点，上文中图例中的程序是需要手动创建设备节点，从而提供给用户程序访问的，如此一来当驱动模块较多的时候就很麻烦，所以Linux也提供自动创建设备节点的接口，建议使用自动创建设备节点的机制。如下是自动创建设备节点的方法：
1、首先创建一个class设备类，然后在class类下，创建一个class_device，即在类下面创建类的设备；
2、在驱动入口函数中添加步骤：firstdrv_class= class_create（THIS_MODULE，“first_drv”）；irstdrv_class_devs=class_device_create（firstdrv_class，NULL，MKDEV（major，0），NULL，“first_drv”）；
3、在驱动出口函数中添加：class_device_unregister（firstdrv_class_devs）；class_destroy（firstdrv_class）；
这个自动创建设备节点的功能是基于Linux支持的热拔插功能，Linux内核中每当设备出现变动时，都会处理对应的信息，使用户程序对/dev目录下的设备进行操作。
最后，此驱动程序运行的实际效果就是打印信息，这个Linux设备驱动例程可以类比于C语言中的“Hello World”例程，希望可以帮助大家初步认识Linux的设备驱动程序。
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