Linux下如何编写并口设备驱动程序 (并口设备驱动 linux)
随着Linux操作系统的发展，它在嵌入式领域的应用越来越广泛。在很多嵌入式应用中需要使用并口（parallel port）来实现数据的输入、输出等功能。为了正确地控制并口，用户需要编写并口设备驱动程序，本文将介绍如何在Linux下编写并口设备驱动程序。
1. 并口设备驱动程序的实现方法
在Linux中，实现并口设备驱动程序有两种方法：一是通过内核模块的方式，该方式需要手动进行加载和卸载；另一种是将驱动程序编译进内核中，该方式不需要手动操作。
一般而言，编写并口设备驱动程序时，都会选择之一种方式，因为在嵌入式系统中，很多硬件设备只能通过加载内核模块的方式进行驱动，如USB外设等。
2. 并口设备的使用方法
在讲述如何编写并口设备驱动程序之前，我们需要了解一下并口设备的使用方法。在Linux中，通过并口设备驱动程序可以完成以下操作：
（1）对并口进行初始化配置和打开;
（2）向并口中写数据；
（3）从并口中读取数据；
（4）关闭并口。
3. 实现并口设备驱动程序的步骤
接下来我们就介绍一下如何在Linux中编写并口设备驱动程序。
（1）定义并口设备结构体
我们需要定义一个并口设备结构体，来保存硬件设备的相关信息，如并口地址、并口状态等。
typedef struct {
unsigned char *base_addr; // 并口地址
unsigned int status; // 并口状态
} my_parport_device;
注：base_addr 是并口的基地址，status 存储的是并口的状态信息。
（2）注册并口设备
在将并口设备注册进内核之前，需要完成以下步骤：分配内存空间、对内存空间进行清零和设置地址，并将并口注册进内核。
// 分配内存空间
my_parport_device *my_parport_dev;
alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, “my_parport_dev”);
my_parport_dev = kmalloc(sizeof(my_parport_device), GFP_KERNEL);
if (!my_parport_dev) {
printk(KERN_ALERT “Memory allocation fled!\n”);
return -EFAULT;
}
// 对内存空间进行清零和设置基地址
memset(my_parport_dev, 0, sizeof(my_parport_device));
my_parport_dev->base_addr = (unsigned char *) 0x378;
// 将并口设备注册进内核
cdev_init(&my_parport_dev->cdev, &my_parport_fops);
my_parport_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
my_parport_dev->cdev.ops = &my_parport_fops;
ret = cdev_add(&my_parport_dev->cdev, dev, 1);
if (ret) {
printk(KERN_ALERT “Can’t add cdev\n”);
return ret;
}
注：第2步中的 alloc_chrdev_region() 函数用于分配主设备号和从设备号，这里我们只需要用到主设备号；第5步中的 my_parport_fops 是并口设备的操作函数集，需要在驱动程序中实现。
（3）编写并口操作函数
下面我们来编写一些基本的并口操作函数，包括 open()、release()、write() 和 read()。
static int my_parport_open(struct inode *inode, struct file *filp) {
my_parport_dev->status &= ~PARPORT_STATUS_ERROR;
return 0;
}
static int my_parport_release(struct inode *inode, struct file *filp) {
return 0;
}
static ssize_t my_parport_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) {
int written_count = 0;
int i = 0;
unsigned char data = 0;
char *out_buffer;
out_buffer = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
if (copy_from_user(out_buffer, buf, count)) {
printk(KERN_ALERT “my_parport_write: copy_from_user fled!\n”);
return -EFAULT;
}
for (i = 0; i
data = out_buffer[i];
outb(data, my_parport_dev->base_addr);
written_count++;
}
kfree(out_buffer);
return written_count;
}
static ssize_t my_parport_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) {
unsigned char data = inb(my_parport_dev->base_addr);
if (copy_to_user(buf, &data, 1)) {
printk(KERN_ALERT “my_parport_read: copy_to_user fled!\n”);
return -EFAULT;
}
return 1;
}
（4）编写并口设备驱动程序
我们将以上所述的内容编写成并口设备驱动程序：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PARPORT_STATUS_ERROR 0x08
#define MY_PARPORT_MAJOR 241
#define MY_PARPORT_NAME “my_parport_dev”
typedef struct {
unsigned char *base_addr;
unsigned int status;
struct cdev cdev;
} my_parport_device;
static int my_parport_open(struct inode *inode, struct file *filp) {
my_parport_dev->status &= ~PARPORT_STATUS_ERROR;
return 0;
}
static int my_parport_release(struct inode *inode, struct file *filp) {
return 0;
}
static ssize_t my_parport_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) {
int written_count = 0;
int i = 0;
unsigned char data = 0;
char *out_buffer;
out_buffer = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
if (copy_from_user(out_buffer, buf, count)) {
printk(KERN_ALERT “my_parport_write: copy_from_user fled!\n”);
return -EFAULT;
}
for (i = 0; i
data = out_buffer[i];
outb(data, my_parport_dev->base_addr);
written_count++;
}
kfree(out_buffer);
return written_count;
}
static ssize_t my_parport_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) {
unsigned char data = inb(my_parport_dev->base_addr);
if (copy_to_user(buf, &data, 1)) {
printk(KERN_ALERT “my_parport_read: copy_to_user fled!\n”);
return -EFAULT;
}
return 1;
}
static struct file_operations my_parport_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = my_parport_read,
.write = my_parport_write,
.open = my_parport_open,
.release = my_parport_release,
};
static dev_t dev;
my_parport_device *my_parport_dev;
static int __init my_parport_init(void) {
int ret;
// 分配设备号
if ((ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, “my_parport_dev”))
printk(KERN_ALERT “Fled to allocate chrdev region\n”);
return ret;
}
// 分配设备结构体
my_parport_dev = kmalloc(sizeof(my_parport_device), GFP_KERNEL);
if (!my_parport_dev) {
printk(KERN_ALERT “Memory allocation fled!\n”);
return -EFAULT;
}
// 对设备结构体进行初始化
memset(my_parport_dev, 0, sizeof(my_parport_device));
my_parport_dev->base_addr = (unsigned char *) 0x378;
// 添加并注册设备
cdev_init(&my_parport_dev->cdev, &my_parport_fops);
my_parport_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
my_parport_dev->cdev.ops = &my_parport_fops;
ret = cdev_add(&my_parport_dev->cdev, dev, 1);
if (ret != 0) {
printk(KERN_ALERT “Fled to add cdev \n”);
return ret;
}
printk(KERN_INFO “my_parport_dev installed successfully\n”);
return 0;
}
static void __exit my_parport_exit(void) {
// 移除并释放设备
cdev_del(&my_parport_dev->cdev);
kfree(my_parport_dev);
unregister_chrdev_region(dev, 1);
printk(KERN_INFO “my_parport_dev removed successfully\n”);
}
module_init(my_parport_init);
module_exit(my_parport_exit);
MODULE_AUTHOR(“Liam”);
MODULE_LICENSE(“GPL”);
MODULE_DESCRIPTION(“Parallel Port Device Driver for Linux”);
至此，我们已经完成了一个最简单的并口设备驱动程序的编写。无论是写数据还是读数据，Linux内核驱动程序都可以正常地与硬件设备进行通信，实现了对并口的完整控制。
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