Linux 字符设备驱动cdev

关键字：字符设备文件创建——device_create、字符设备cdev 与设备号dev_t的联系 、sys/class 目录下创建类目录class_create

 

Linux下面一切皆是文件，这句是有来源的，这个来源起因，应该就是VFS 虚拟文件系统，将soc下面的所有外设，都抽象成一个个文件进行管理。外设驱动，又有字符设备驱动、块设备驱动。根据IO 读写设备是一个字节来读写，还是根据一块block 来读写，区别字符设备还是块设备。

那么Linux 提出了这套思想，也就顺便一并提供了字符设备驱动 相关的整套内核接口，

包括、class_create(module,class_name) /sys/class/class_name 目录文件创建、

设备文件 节点创建 device_create() device_register() device_add();

字符设备 & 设备号的概念，每个设备文件都对应着一个设备号，Linux kernel 应该就是根据devno设备号来对设备文件进行管理。可以将设备号：设备文件节点 看做是一个key：value 键值对的组成。

一、重要的数据结构

Struct cdev { //对字符设备的抽象
	Struct kobject kobj;
	Struct module * owner;
	Const struct file_operations *ops;//文件操作，它就是裸奔时候的控制寄存器的驱动
	Struct list_head list; ---用于链接上struct device结构体
	dev_t dev; //设备号 Linux下的设备号都是唯一的
	unsigned int count;
}

406 struct device { //设备基础结构体，Linux下的设备都是它的container 子类
407     struct device       *parent;
408     struct device_private   *p;
410     struct kobject kobj;
412     const char      *init_name; /* initial name of the device */
413     struct device_type  *type;
414     struct mutex        mutex;  /* mutex to synchronize calls to*/
419     struct bus_type *bus;       /* type of bus device is on */
420     struct device_driver *driver; /* which driver has allocated this 421 device */
456     void (*release)(struct device *dev);
		Struct class *class；
		struct list_head    devres_head;--用于被字符设备containe
458};

二、实例演练

以一个简单的led设备字符设备驱动为例，下面分别用device_create()、device_register()、device_add()三个函数来创建设备节点“/dev/led”： device_add()会在/sys目录对应设备目录下创建uevent属性节点，应用层的udev则会根据uevent来创建/dev目录下的设备节点

------》那么问题来，uevent属性节点是什么?应用层udev 又是什么？这两者又是怎么产生联系的？

1. device_create()
static class *led_class;

static int __init led_init(void)
{
    int ret;
    dev_t devno;
    struct cdev *cdev;
    struct dev *dev;

    /* 注册设备号 */
    ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "led");
    if (ret < 0) 
        return ret;

    /* 分配、初始化、注册cdev*/
    cdev = cdev_alloc();
    if (IS_ERR(cdev)) {
        ret = PTR_ERR(cdev);
        goto out_unregister_devno;
    }
    cdev_init(&cdev, &led_fops);
    cdev.owner = THIS_MODULE;
    ret = cdev_add(&cdev, devno, 1);//将定义好的cdev结构体与devno设备号进行映射    
    if (ret) 
        goto out_free_cdev;

    /* 创建设备类 在/sys/class/目录创建led_class类*/
    led_class = class_create(THIS_MODULE, "led_class");
    if (IS_ERR(led_class)) {
        ret = PTR_ERR(led_class);
        goto out_unregister_cdev;
    } 

    /* 创建设备节点 */
    dev = device_create(led_class, NULL, devno, NULL, "led");
    if (IS_ERR(dev)) {
        ret = PTR_ERR(dev);
        goto out_del_class;
    }

    return 0;

out_del_class:
    class_destroy(c78x_class); 
out_unregister_cdev:
    cdev_del(cdev);
out_free_cdev:
    kfree(cdev);
out_unregister_devno:
    unregister_chrdev_region(devno, 1);

    return ret;
}

 

总结：可以看到字符设备的创建，大致为 定义一个设备(在此处为cdev、当然也可以是platform_device、block_device)，然后向kernel申请对应该cdev的设备号、定义好cdev之后，再利用device_create() 来与Linux设备文件 进行联系。

这里还有个cdev 结构体下关键段Struct list_head list; ---用于链接上struct device结构体，

如果对Linux内核重要数据结构struct list_head 不明白的，可以去看下https://blog.csdn.net/clam_zxf/article/details/87358200

 

参考blog：https://blog.csdn.net/zifehng/article/details/73844845

http://emb.hqyj.com/Column/Column476.htm