字符设备驱动程序

字符设备驱动程序

看LDD3，针对字符设备驱动的一些简单的笔记。

主次设备号

建立一个字符设备，首先要做的是获取设备编号。包括主设备号和次设备号。
一般，主设备号标识驱动程序，此设备号用于确定设备。

表示

在内核中，dev_t类型()用来保存设备编号，包括主次设备号。

获取dev_t的主设备号或次设备号，使用下面的宏：

#include 

MAJOR(dev_t dev);
MINOR(dev_t dev);

将主次设备号转换成dev_t类型，使用：

MKDEV(int major, int minor);

获取

通过下面这个函数获取设备号：

#include 
int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);

参数说明：
first：是要分配的设备编号范围的起始值；
count：是所请求的连续设备编号的个数；
name：是和该编号范围关联的设备名称；

返回值：

正常操作返回0，错误情况下返回一个负数。

自动获取

使用下面这个函数获取设备号：

#include 
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);

参数说明：
dev：用于输出的参数，用于函数执行成功后保存已分配范围的第一个编号；
firstminor：要使用的被请求的第一个次设备号，通常为0；
count：是所请求的连续设备编号的个数；
name：是和该编号范围关联的设备名称；

释放

不使用时要释放这些设备编号，使用下面这个函数：

void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);

三个重要的结构体

file_operations

该结构体建立驱动程序操作到设备编号的连接。
针对设备实现open、read、write、ioctl等系统调用所对应的函数都在这个结构体中定义，类似于这是一个文件操作的类，驱动程序中实现了它的一些方法。
例如：

struct file_operations f_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = f_open,
    .read = f_read,
    .write = f_write,
    ...
};

file

file结构体代表一个内核打开的文件，系统中每个打开的文件在内核空间都有一个对应的file结构，它由内核在open操作时创建。

inode

在内核中表示文件，该结构在内核中唯一定位到一个文件。是由内核构建的。

字符设备注册

内核用struct cdev结构体表示字符设备，在内核调用设备操作之前，必须分配注册上述结构，需要包含头文件

#include 

• 初始化cdev结构

  • 将cdev结构嵌入到自定义的设备结构体中，使用下面的函数

  void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);
  

• 通知内核cdev结构信息

  int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);
  

  参数说明：

  dev：cdev结构；
  num：是该设备对应的第一个设备编号；
  count：是应该和该设备关联的设备编号的数量；

• 移除
  要从系统中移除一个字符设备，使用下面的函数

  void cdev_del(struct cdev *dev);