Character_Device_Driver

Este diretório contém a implementação do driver de dispositivo de caractere baseado na seção 5.3.2 do material Técnicas de Programação para Sistemas Embarcados II.

Ele apresenta os conceitos e etapas necessárias para criar um driver de caractere no Linux, registrando o driver, criando a classe e o device node, e implementando funções para controle do dispositivo como open, release, read, write, e ioctl.

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Estrutura dos Arquivos

meu_driver_char/
│    └── funcionamento_char_driver.png
├── Makefile        
├── meu_driver.c       
 └── meu_driver.h

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Funcionalidades do Módulo

Inicialização e Finalização

O driver imprime mensagens no log ao ser carregado e removido. As funções module_init e module_exit são usadas para inicializar e finalizar o módulo, respectivamente.

• module_init(meu_driver_init)
• module_exit(meu_driver_exit)
• printk(KERN_INFO "...")

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Registrando o Driver

O driver é registrado utilizando a função alloc_chrdev_region, e o dispositivo é associado ao driver com um número de major e minor.

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Criando a Classe do Dispositivo

Usamos a função class_create para criar uma classe no sysfs, e a função class_destroy para removê-la durante a finalização.

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Criando o Device Node

A função device_create cria o device node no diretório /dev, e o driver mapeia as funções de leitura e escrita para operações específicas do dispositivo.

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Controlando o Acesso ao Dispositivo

Usando a variável global is_open, controlamos se o dispositivo está aberto ou não. Isso é feito nas funções my_open e my_close associadas aos métodos do Virtual File System (VFS):

• open
• release
• read
• write
• ioctl

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Como Compilar

Dentro da pasta meu_driver_char/ execute:

make

Isso gera o arquivo:

meu_driver.ko

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Como carregar o módulo

sudo insmod meu_driver.ko

Verifique as mensagens:

dmesg -w

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Como remover o módulo

sudo rmmod meu_driver

⚠️ Sempre remova o módulo antes de recompilar ou carregar novamente.

Logs úteis

Para acompanhar as mensagens do driver:

dmesg -w

Ou:

tail -f /var/log/syslog

Funções Implementadas

Abertura e Fechamento

• my_open()
• my_close()

Leitura e Escrita

• my_read()
• my_write()

Controle de Dispositivo

• my_ioctl()

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Testando o Character Device Driver

Após a compilação e carregamento do módulo, os comandos abaixo podem ser utilizados para verificar o funcionamento do driver de dispositivo de caractere.

make
sudo insmod meu_driver.ko
ls /dev | grep meu_driver
echo "teste" > /dev/meu_driver
cat /dev/meu_driver
dmesg -w

• O comando ls /dev | grep meu_driver verifica a criação do device node.
• O comando echo realiza uma escrita no dispositivo.
• O comando cat realiza a leitura do dispositivo.
• O comando dmesg -w permite acompanhar as mensagens do driver no log do kernel.

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Funcionamento do Character Device Driver

A imagem abaixo demonstra o funcionamento do driver de dispositivo de caractere, incluindo a criação do device node em /dev, operações de leitura e escrita e as mensagens registradas no log do kernel.

Referências

• LDD3 — Linux Device Drivers
  https://lwn.net/Kernel/LDD3/

• Sysplay Linux Drivers Book
  https://sysplay.github.io/books/LinuxDrivers/book/

• Sysplay Drivers Documentation
  https://sysplay.in/index.php?pagefile=linux_drivers

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Ambiente de Desenvolvimento e Testes

Este módulo foi desenvolvido e testado em uma máquina virtual Linux, garantindo um ambiente seguro para compilação e carregamento de módulos de kernel.