字符驱动内部实现原理解析及分步注册流程和代码
当设备驱动，注册进内核，内核会分配给当前的设备驱动一个编号，这个编号叫做设备号。设备号是一个32位的数据，由主设备号和次设备号组成，主设备号用来标识一类设备，次设备号用来标识一类设备中的一个设备。同类设备的主设备号一样，次设备号不同。主设备号是高12位，次设备号低20位。
当注册驱动后得到驱动相应的设备号，基于这个设备号在文件中创建一个设备文件，这样就完成了设备文件和设备驱动的关联，当在用户空间操作设备文件时，就可以访问到设备驱动了。
open函数回调驱动中open操作方法的路线
open()--->sys_open--->struct inode结构体--->struct cdev结构体---->struct file_operations结构体--->mycdev_open
字符驱动分步注册流程及API
1.字符设备驱动结构体
struct cdev {
struct module *owner; //THIS_MODULE
const struct file_operations *ops; //操作方法结构体
struct list_head list; //构成链表
dev_t dev; //设备号
unsigned int count; //设备的个数
};2.分配字符设备驱动的对象
struct cdev cdev;
struct cdev *cdev = cdev_alloc();
struct cdev *cdev_alloc(void)
功能：为cdev结构体指针分配内存
参数：
@无
返回值：成功返回cdev的结构体指针，失败返回NULL
3.字符设备驱动对象初始化
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
功能：完成cdev结构体成员的初始化（部分）
参数：
@cdev:cdev的结构体指针
@fops:操作方法结构体指针
返回值：无
4、设备号的申请：
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
功能：静态指定设备号
参数：
@from：指定的设备号 （主设备号|次设备号 eg: 241<<20|0）
@count:设备的个数（3）
@name:设备驱动的名字 cat /proc/devices查看
返回值：成功返回0，失败返回错误码
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,
const char *name)
功能：动态申请设备号
参数：
@dev :申请到的设备号；在dev这个地址。
@baseminor：次设备号开始值
@count:设备的个数（3）
@name:设备驱动的名字 cat /proc/devices查看
返回值：成功返回0，失败返回错误码5.注册字符设备驱动
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
功能：注册字符设备驱动
参数：
@p:cdev结构体指针
@dev:设备号
@count:设备的个数
返回值：成功返回0，失败返回错误码出口函数：
1.销毁字符设备驱动
void cdev_del(struct cdev *p)
功能：销毁字符设备驱动
参数：
@p:cdev结构体指针
返回值：无
2.释放设备号
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
功能：释放设备号
参数：
@from:设备号
@count:设备的个数
返回值：无
3.释放动态申请的内存
void kfree(void *p)
功能：释放动态申请的内存
参数：
@p:cdev结构体的首地址
返回值：无 分步流程：
//定义cdev的结构体指针变量
struct cdev *cdev;
static int __init mycdev_init(void)
{
//1.分配对象
//2.对象的初始化
//3.申请设备号
//4.字符设备驱动的注册
//5.自动创建设备节点
return 0;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
//1.销毁设备节点
//2.销毁字符设备驱动
//3.销毁设备号
//4.释放动态申请的cdev内存
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define CNAME "mycdev"
struct cdev *cdev;//定义cdev的结构体指针变量
#if 0
unsigned int major = 0; //动态申请
#else
unsigned int major = 500; //静态指定
#endif
int minor=0;
const int count=3;
struct class *cls;
struct device *dev;
char kbuf[128] = {0};
/*******************************open*************************************/
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
return 0;
}
/*******************************read*************************************/
ssize_t mycdev_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t size, loff_t *offs)
{
int ret;
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
if(size > sizeof(kbuf)) size=sizeof(kbuf);
ret = copy_to_user(ubuf,kbuf,size);
if(ret){
printk("copy data to user error\n");
return -EIO;
}
return size;
}
/*******************************write*************************************/
ssize_t mycdev_write(struct file *file,
const char __user *ubuf, size_t size, loff_t *off)
{
int ret;
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
if(size > sizeof(kbuf)) size=sizeof(kbuf);
ret = copy_from_user(kbuf, ubuf, size);
if(ret){
printk("copy data from user error\n");
return -EIO;
}
return size;
}
/*******************************close*************************************/
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
return 0;
}
/*******************************方法结构体************************************/
const struct file_operations fops = {
.open = mycdev_open,
.read = mycdev_read,
.write = mycdev_write,
.release = mycdev_close,
};
/******************************init入口函数*************************************/
static int __init mycdev_init(void)
{
int i,ret;
dev_t devno;//设备号
//1.分配对象空间
cdev = cdev_alloc();
if(cdev == NULL){
printk("cdev alloc memory error\n");
ret = -ENOMEM;
goto ERR1;//返回一个错误值-ENOMEM
}
//2.对象的初始化
cdev_init(cdev,&fops);
//3.申请设备号
if(major == 0){
//动态申请
ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,count,CNAME);
if(ret){
printk("dynamic:alloc device number error\n");
goto ERR2;//销毁前面申请到的对象空间，并且返回一个错误值-ENOMEM
}
major = MAJOR(devno);//根据申请到的设备号分解出主设备号
minor = MINOR(devno);//根据申请到的设备号分解出次设备号
}else if(major > 0){
//静态指定
ret = register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),count,CNAME);
if(ret){
printk("static:alloc device number error\n");
goto ERR2;//销毁前面申请到的对象空间，并且返回一个错误值-ENOMEM
}
}
//4.字符设备驱动的注册
ret = cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),count);
if(ret){
printk("cdev register error\n");
goto ERR3;//销毁申请到的设备号，前面申请到的对象空间，并且返回一个错误值-ENOMEM
}
//5.自动创建设备节点
cls = class_create(THIS_MODULE,CNAME);//向上提交目录
if(IS_ERR(cls)){
printk("class create error\n");
ret = PTR_ERR(cls);
goto ERR4;/*销毁字符驱动，销毁申请到的设备号，前面申请到的对象空间，并且返回一个错误值-ENOMEM*/
}
for(i=0;i=0;i--){
device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
}
class_destroy(cls);
ERR4:
cdev_del(cdev);
ERR3:
unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),count);
ERR2:
kfree(cdev);
ERR1:
return ret;
}
/******************************exitchukou函数*************************************/
static void __exit mycdev_exit(void)
{
int i;
//1.销毁设备节点
for(i=0;i