前言
（1）学习韦东山老师的Linux，因为他讲的很精简，以至于很多人听不懂。接下来我讲介绍韦东山老师的驱动实验班的第一个Hello程序。
（2）注意，请先学习完视频再来看这个教程！本文仅供入门学习！如需深入，请搜索其他博客！
（3）gitee仓库；GitHub仓库；
代码
先上代码，代码增加了注释。如果仅看注释就能够理解的话，就没必要再花时间往下看了。具体代码在我仓库里面。
驱动代码
/* 说明 ：
*1，本代码是学习韦东山老师的驱动入门视频所写，增加了注释。
*2，采用的是UTF-8编码格式，如果注释是乱码，需要改一下。
*3，这是驱动层代码
* 作者 ： CSDN风正豪
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static int major; //主设备号，用于最后的驱动卸载
/*
*传入参数 ：
*node ：
*filp ：
*返回参数 : 如果成功返回0
*/
static int hello_open (struct inode *node, struct file *filp)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
/*
*传入参数 ：
*filp ：要读的文件
*buf ：读的数据放在哪里
*size ：读多大数据
*offset ：偏移值（一般不用）
*返回参数 ：读到的数据长度
*/
static ssize_t hello_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return size;
}
/*
*传入参数 ：
*filp ：要写的文件
*buf ：写入的数据来自于buf
*size ：写多大数据
*offset ：偏移值（一般不用）
*返回参数 ：写的数据长度
*/
static ssize_t hello_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return size;
}
/*作用 ： 应用程序关闭的时候调用这个函数
*传入参数 ：
*node ：
*filp ：要关闭的文件
*返回参数 ：成功返回0
*/
static int hello_release (struct inode *node, struct file *filp)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
//1,构造 file_operations
static const struct file_operations hello_drv = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = hello_read,
.write = hello_write,
.open = hello_open,
.release = hello_release
};
//2,注册驱动（注意，我们在入口函数中注册）
//在命令行输入insmod命令，就是注册驱动程序。之后就会进入这个入口函数
//3,入口函数
static int hello_init(void)
{
/*将hello_drv这个驱动放在内核的第n项，中间传入的名字不重要，第三个是要告诉内核的驱动
*因为我们不知道第n项是否已经存放了其他驱动，就可以放在第0项，然后让系统自动往后遍历存放到空的地方
*major为最终存放的第n项,等下卸载程序需要使用。如果不卸载程序，可以不管这个
*/
major = register_chrdev(0,"100ask_hello",&hello_drv);
//如果成功注册驱动，打印
printk("insmod success!n");
return 0;
}
//在命令行输入rmmod命令，就是注册驱动程序。之后就会进入这个出口函数
//4,出口函数
static void hello_exit(void)
{
//卸载驱动程序
//第一个参数是主设备号，第二个是名字
unregister_chrdev(major,"100ask_hello");
//如果成功卸载驱动，打印
printk("rmmod success!n");
}
module_init(hello_init); //确认入口函数
module_exit(hello_exit); //确认出口函数
/*最后我们需要在驱动中加入 LICENSE 信息和作者信息，其中 LICENSE 是必须添加的，否则的话编译的时候会报错，作者信息可以添加也可以不添加
*这个协议要求我们代码必须免费开源，Linux遵循GPL协议，他的源代码可以开放使用，那么你写的内核驱动程序也要遵循GPL协议才能使用内核函数
*因为指定了这个协议，你的代码也需要开放给别人免费使用，同时可以根据这个协议要求很多厂商提供源代码
*但是很多厂商为了规避这个协议，驱动源代码很简单，复杂的东西放在应用层
*/
MODULE_LICENSE("GPL"); //指定模块为GPL协议
MODULE_AUTHOR("CSDN:qq_63922192"); //表明作者，可以不写
应用层代码
/* 说明 ：
*1，本代码是学习韦东山老师的驱动入门视频所写，增加了注释。
*2，采用的是UTF-8编码格式，如果注释是乱码，需要改一下。
*3，这是应用层代码
* 作者 ： CSDN风正豪
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/* 作用：输入三个参数表示向/dev/xxx文件中写入数据，输入非三个数据，表示向/dev/xxx文件中读取数据。
* 写 : ./hello_test /dev/xxx 100ask
* 读 : ./hello_test /dev/xxx
*/
int main(int argc,char** argv)
{
int fd,len; //fd：存放文件描述符；len：存放写入字符个数
char buf[100]; //存放文件中的字符
//如果输入参数小于2个，打印本程序使用方法
if(argc < 2)
{
printf("Usage:n");
printf("%s [string]n",argv[0]);
return -1;
}
//打开/dev/xxx文件（设备节点），返回一个文件描述符，我们之后可以直接根据这个文件描述符来操作设备节点，间接操作驱动
fd = open(argv[1],O_RDWR);
//如果打开失败
if(fd < 0)
{
printf("can not open file %sn",argv[1]);
return -1;
}
//如果输入参数为3个，表示写入数据
if(argc == 3)
{
//因为strlen计算字符串长度不会包括' '，所以需要+1
len = write(fd,argv[2],strlen(argv[2])+1);
//打印出写入字符个数
printf("write ret = %dn",len);
}
//否则为读取数据
else
{
//读入100个字符
len =read(fd,buf,100);
//无论传入多少个数据，最多都只会读100个字符
buf[99] = ' ';
//打印读取到的字符
printf("read str : %sn",buf);
}
//关闭文件
close(fd);
return 0;
}
前置知识
（1）因为本人也是刚学不久，所以可能会有讲的有所偏差的地方。请及时指正，谢谢了。
（2）首先我们通常都是在Linux的终端上打开一个可执行文件，然后可执行文件就会执行程序。那么这个可执行文件做了什么呢？
（3）可执行文件先是在应用层读取程序，其中会有很多库函数，库函数是属于内核之中。而内核又会往下调用驱动层程序。最终驱动层控制具体硬件。
其实应用程序到库是比较容易理解的，比如我们刚学习C语言的时候，使用了printf，scanf等等这些函数。而这些函数就在库中。
库可以和系统内核相连接，具体怎么实现的我也不太清楚。
我们写了一个驱动程序，就需要告诉内核，这个过程叫做注册。我们注册了驱动之后，内核里面就会有这个驱动程序的信息，然后上层应用就可以调用。
（4）听起来是不是很懵，我也很懵。不过不要怕，我们只需要知道，咱们需要编写两个程序，一个是驱动层的，一个是应用层的，最后驱动层需要注册进入内核，应用层才能够使用。其他的先不要管。
（5）我们在应用层调用read函数，对应驱动层的read函数。write函数和write函数对应。open函数和open函数对应。close函数和release函数对应（这个为什么不一样我也不清楚）。
（6）我们对Linux 应用程序对驱动程序的调用流程有一个简单了解之后，我得知道整个程序编写流程应该怎么做。至于流程为什么是这样的，我们记住即可。因为这些都是人规定的，如果之后学的深了再进行深究也不迟，现在我们主要是入门。
驱动代码讲解
流程介绍
（1）下面我将介绍一个驱动程序编写的流程，如果看完上面的，大家还是一脸懵。没关系，我们根据代码逐个讲解，大家应该就会有一个简单的认识了。
（2）流程：（注意，你看到有些人讲的流程看似可能跟我不一样，你得仔细对比，就会发现其实都是一样的，讲法不同而已）
我们首先需要编写一个file_operations类型的结构体，这个结构体用于管理驱动程序。之后我们将驱动程序注册进入内核之后，我们在应用层调用这个驱动，那么就可以直接通过这个结构体来操作驱动中的open，write，read等函数。
实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，填入 file_operations 结构体。这样我们在应用层调用open，write，read等函数，就是调用这个驱动了。
这个时候有人可能会问了，有这么多个驱动，我怎么知道open对应的是哪一个驱动？很简单，咱们在写应用层程序的时候，是不是第一个参数是需要传入一个设备号。系统根据这个设备号来判断是调用的哪一个驱动。
把 file_operations 结构体告诉内核： register_chrdev。我们写了一个驱动，但是内核是不知道的。那么怎么办呢？我们就去注册他，内核就明白，有了这个驱动，然后给他分配一个设备号。之后应用层就可以根据这个设备号来调用驱动层了。
这个时候，有人就有疑问了，谁来注册这个结构体？于是我们需要一个入口函数来进行注册，安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数。
有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，出口函数调用unregister_chrdev。
最后需要加入GPL协议。因为Linux是遵顼GPL协议的，所以你如果需要使用Linux其他的驱动层函数，就必须遵顼GPL协议，强制要求开源代码。根据这个协议，你可以要求所有使用Linux的厂商提供驱动层源代码，同时别人也可以要求你公开你的驱动层代码，这个是相互的。不过很多厂商为了规避这个协议，驱动源代码很简单，复杂的东西放在应用层。至于还有一个作者名字的添加，随便写不写。
代码逐个分析
（1）第一步，咱们要创建一个file_operations结构体。这个结构体static const struct file_operations 部分是必须这么写的，规定的。最后这个结构体的名字可以不是hello_drv，随便定，不过后面register_chrdev要利用这个结构体名来注册。
static const struct file_operations hello_drv = {
};
（2）
创建出来这个file_operations结构体之后，咱们就需要根据需求在这个结构体里面写入参数。对于一个文件，open，write，read，release肯定都是需要的。那么就在这几个参数中写入数据，这个数据是函数指针。（对于新手朋友可能不知道结构体".成员"是什么意思，请看C语言结构体详解的赋值部分）至于.owner = THIS_MODULE，这个是规定要存在的，具体为什么我也不是很清楚。
在写驱动程序的时候，我们需要注意，打印函数是printk，而不是printf。为什么呢？因为内核没有办法使用 C 语言库。
需要注意，咱们这个内核打印信息需要输入：echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk，打开内核打印。虽然绝大多数内核打印是默认打开的，还是需要注意。
如果不想看内核打印信息，就输入：echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk。（听不懂没关系，后面演示的时候会解释到）
/*
*传入参数 ：
*node ：
*filp ：
*返回参数 : 如果成功返回0
*/
static int hello_open (struct inode *node, struct file *filp)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
/*
*传入参数 ：
*filp ：要读的文件
*buf ：读的数据放在哪里
*size ：读多大数据
*offset ：偏移值（一般不用）
*返回参数 ：读到的数据长度
*/
static ssize_t hello_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return size;
}
/*
*传入参数 ：
*filp ：要写的文件
*buf ：写入的数据来自于buf
*size ：写多大数据
*offset ：偏移值（一般不用）
*返回参数 ：写的数据长度
*/
static ssize_t hello_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return size;
}
/*作用 ： 应用程序关闭的时候调用这个函数
*传入参数 ：
*node ：
*filp ：要关闭的文件
*返回参数 ：成功返回0
*/
static int hello_release (struct inode *node, struct file *filp)
{
/*__FILE__ ：表示文件
*__FUNCTION__ ：当前函数名
*__LINE__ ：在文件的哪一行
*/
printk("%s %s %dn",__FILE__,__FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
static const struct file_operations hello_drv = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = hello_read,
.write = hello_write,
.open = hello_open,
.release = hello_release
};
（3）
这个时候，咱们就需要将file_operations 结构体告诉内核。调用register_chrdev（）函数就可以让内核知道file_operations 结构体。
如果是看韦东山老师的视频的话，都知道，其实按照他的第一步，是需要确定主设备号的。不过，咱们在register_chrdev（）的第一个参数输入0，那么系统将会帮我们自动确定主设备号，并且返回这个主设备号。
register_chrdev（）的第二个参数，我们随便起什么名字。我就跟着韦东山老师的一样算了，懒得改了。
register_chrdev（）的第三个参数，这个就跟咱们之前定义的file_operations 结构体有关了。因为我们上面定义的是static const struct file_operations hello_drv；结构体名为hello_drv，所以第三个参数输入hello_drv。
这个返回的主设备号，我们需要接收，因为之后卸载程序的时候需要使用到。但是如果你不打算卸载，不接收这个主设备号也可以。
（4）
将file_operations 结构体告诉内核以后，我们还需要注册驱动程序，就需要一个入口函数，这个入口函数需要module_init（xxx） 这个宏来告诉内核，确认入口函数。xxx就是我们入口函数名。
那么问题来了，我们什么时候才知道，注册了驱动程序呢？很简单，当我们在Linux终端输入insmod hello_drv.ko程序的时候，那么系统就会调用hello_init（）函数。
//在命令行输入insmod命令，就是注册驱动程序。之后就会进入这个入口函数
//3,入口函数
static int hello_init(void)
{
/*将hello_drv这个驱动放在内核的第n项，中间传入的名字不重要，第三个是要告诉内核的驱动
*因为我们不知道第n项是否已经存放了其他驱动，就可以放在第0项，然后让系统自动往后遍历存放到空的地方
*major为最终存放的第n项,等下卸载程序需要使用。如果不卸载程序，可以不管这个
*/
major = register_chrdev(0,"100ask_hello",&hello_drv);
//如果成功注册驱动，打印
printk("insmod success!n");
return 0;
}
module_init(hello_init); //确认入口函数
（5）咱们有了入口程序，必然也有一个出口程序。这个时候就需要module_exit（XXX）来确认出口函数了。
//在命令行输入rmmod命令，就是注册驱动程序。之后就会进入这个出口函数
//4,出口函数
static void hello_exit(void)
{
//卸载驱动程序
//第一个参数是主设备号，第二个是名字
unregister_chrdev(major,"100ask_hello");
//如果成功卸载驱动，打印
printk("rmmod success!n");
}
module_exit(hello_exit); //确认出口函数
（6）最后，添加GPL协议和作者名。GPL协议是强制要求必须添加的，作者名随便。
/*最后我们需要在驱动中加入 LICENSE 信息和作者信息，其中 LICENSE 是必须添加的，否则的话编译的时候会报错，作者信息可以添加也可以不添加
*这个协议要求我们代码必须免费开源，Linux遵循GPL协议，他的源代码可以开放使用，那么你写的内核驱动程序也要遵循GPL协议才能使用内核函数
*因为指定了这个协议，你的代码也需要开放给别人免费使用，同时可以根据这个协议要求很多厂商提供源代码
*但是很多厂商为了规避这个协议，驱动源代码很简单，复杂的东西放在应用层
*/
MODULE_LICENSE("GPL"); //指定模块为GPL协议
MODULE_AUTHOR("CSDN:qq_63922192"); //表明作者，可以不写
命令行操作讲解
命令行操作流程
（1）命令行输入流程：
根据上面驱动代码讲解，我们知道了，将驱动代码编写出来以后，内核是不知道的，还需要注册。而注册方法有两种，第一种就是将驱动编译进 Linux 内核中，这样当 Linux 内核启动的时候就会自动运行驱动程序。第二种就是将驱动编译成模块(Linux下模块扩展名为.ko)，在Linux内核启动以后使用“insmod”命令加载驱动模块。在调试驱动的时候一般都选择将其编译为模块，这样我们修改驱动以后只需要编译一下驱动代码即可，不需要编译整个 Linux 代码。而且在调试的时候只需要加载或者卸载驱动模块即可，不需要重启整个系统。总之，将驱动编译为模块最大的好处就是方便开发，当驱动开发完成，确定没有问题以后就可以将驱动编译进Linux 内核中。
我们需要确认是否注册成功，所以需要输入cat /proc/devices:查看当前已经被使用掉的设备号。lsmod，查看内核中已经加载的驱动程序。创建设备节点。驱动加载成功需要在/dev 目录下创建一个与之对应的设备节点文件，应用程序就是通过操作这个设备节点文件来完成对具体设备的操作。
设备节点创建之后，我们就可以按照：应用程序 /dev/xxx（xxx是设备节点，名字任意）格式来从应用层调用驱动层了。
用完之后，咱们可能想要卸载了，就可以输入：rmmod 驱动程序 来卸载。
（2）现在我们知道应用程序如何通过设备节点调用驱动程序了。那么现在我们讲一下需求。我们想，如果在命令行输入三个参数，那么表示写入数据。如果输入两个参数，就表示读取数据。
Makefile代码
KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
$(CROSS_COMPILE)gcc -o hello_test hello_test.c
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order
rm -f hello_test
obj-m += hello_drv.o
应用层代码讲解
（1）咱们知道了知道了需求之后就要进行操作了。不过为了防止有部分人基础过差，还是解释一下main函数的argc和argv是什么。
（2）我们在命令行输入./hello_test /dev/xxx 100ask的时候，会将这三个存入到一个argv的二级指针里面。这个argv[0]存放./hello_test，argv[1]存放/dev/xxx，argv[2]存放100ask。而argc存放传入的参数有几个，比如现在就是传入三个参数了。但是有人会问了，我怎么知道是三个参数呢？这个很简单，用空格区分参数。
（3）
如果传入参数少于2个，那么我们就会打印出这个应用程序的使用方法。同时结束程序。
使用open打开这个设备节点，之后会返回一个文件描述符，我们之后就可以根据这个文件描述符来操作这个设备节点。同时，内核会调用驱动层的hello_open（）函数，因为应用层使用了open函数。
如果没有打开这个文件，open函数将会返回-1，我们判断fd是否为-1，如果是-1那么结束程序，提醒没有打开设备节点。
现在我们需要判断传入的是三个参数。如果是三个参数，那么就表示写数据，内核调用hello_write（）函数，因为应用层使用了write函数。否则表示读数据，内核调用hello_read（）函数，因为应用层调用了read函数。
最后调用close函数，关闭文件。对应内核调用hello_release函数。
/* 说明 ：
*1，本代码是学习韦东山老师的驱动入门视频所写，增加了注释。
*2，采用的是UTF-8编码格式，如果注释是乱码，需要改一下。
*3，这是应用层代码
* 作者 ： CSDN风正豪
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/* 作用：输入三个参数表示向/dev/xxx文件中写入数据，输入非三个数据，表示向/dev/xxx文件中读取数据。
* 写 : ./hello_test /dev/xxx 100ask
* 读 : ./hello_test /dev/xxx
*/
int main(int argc,char** argv)
{
int fd,len; //fd：存放文件描述符；len：存放写入字符个数
char buf[100]; //存放文件中的字符
//如果输入参数小于2个，打印本程序使用方法
if(argc < 2)
{
printf("Usage:n");
printf("%s [string]n",argv[0]);
return -1;
}
//打开/dev/xxx文件（设备节点），返回一个文件描述符，我们之后可以直接根据这个文件描述符来操作设备节点，间接操作驱动
fd = open(argv[1],O_RDWR);
//如果打开失败
if(fd < 0)
{
printf("can not open file %sn",argv[1]);
return -1;
}
//如果输入参数为3个，表示写入数据
if(argc == 3)
{
//因为strlen计算字符串长度不会包括' '，所以需要+1
len = write(fd,argv[2],strlen(argv[2])+1);
//打印出写入字符个数
printf("write ret = %dn",len);
}
//否则为读取数据
else
{
//读入100个字符
len =read(fd,buf,100);
//无论传入多少个数据，都只会读100个字符
buf[99] = ' ';
//打印读取到的字符
printf("read str : %sn",buf);
}
//关闭文件
close(fd);
return 0;
}
效果演示
为了让大家更深刻的理解驱动层和应用层，我在此分为两种演示方法，一种是打开内核打印的效果演示，一种是关闭内核打印的效果演示。
关闭内核打印效果演示
（1）make编译程序，注意，这个需要在Ubuntu中编译程序！
（2）
在开发板中，共享与Ubuntu共享文件：mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt。
之后我们关闭内核打印：echo 0 4 0 7 > /proc/sys/kernel/printk
（3）
确认存在 hello_drv.ko文件
insmod hello_drv.ko装载驱动
lsmod 确认驱动已经安装
（4）我们知道驱动已经安装好了，那么我们需要知道这个驱动的设备号，输入：cat /proc/devices:查看当前已经被使用掉的设备号。驱动名字与我们在驱动层使用register_chrdev（）函数的第二个参数有关。
（5） 创建设备节点： mknod /dev/xyz c 240 0
“/dev/xyz”是要创建的节点文件，xyz可以为任意名字
“c”表示这是个字符设备
“ 240”是设备的主设备号，这个数值是根据cat /proc/devices查看驱动的时候，看到240 100ask_hello，所以100ask_hello这个驱动的设备号是240。
“ 0”是设备的次设备号，默认写0即可。
（6）命令行调用
（7）
最后删除驱动程序：rmmod 驱动程序 （我们的驱动程序叫做hello_drv）
删除设备节点：rm /dev/xyz
打开内核打印效果演示
（1）打开内核打印：echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk
（2）
因为名为打开了内核打印，所以会出现很多奇怪的东西，不用管。按shift+C即可。
我们输入insmod hello_drv.ko装载程序，就是调用了驱动层的入口函数，所以这里内核会打印“insmod success!”
//在命令行输入insmod命令，就是注册驱动程序。之后就会进入这个入口函数
//3,入口函数
static int hello_init(void)
{
/*将hello_drv这个驱动放在内核的第n项，中间传入的名字不重要，第三个是要告诉内核的驱动
*因为我们不知道第n项是否已经存放了其他驱动，就可以放在第0项，然后让系统自动往后遍历存放到空的地方
*major为最终存放的第n项,等下卸载程序需要使用。如果不卸载程序，可以不管这个
*/
major = register_chrdev(0,"100ask_hello",&hello_drv);
//如果成功注册驱动，打印
printk("insmod success!n");
return 0;
}
（3）
确认存在 hello_drv.ko文件
insmod hello_drv.ko装载驱动
lsmod 确认驱动已经安装
（4）创建设备节点： mknod /dev/xyz c 240 0
（5）
我们只输入两个参数，发现他内核成功打印了数据，从中我们可以知道调用了hello_open，hello_read，hello_release函数。
我们输入三个参数，从内核打印得知， 我们调用了hello_open，hello_read，hello_release函数。与应用层相对应。
（6）
删除驱动程序，最后我们发现成功打印了内核信息。
删除设备节点：rm /dev/xyz
