一张图看懂应用程序访问驱动的内部原理

咱就浅谈一下字符设备驱动的内部实现~

 

1、当我们在应用程序中使用open打开文件的时候，会自动在/dev/mycdev下生成一个inode号。

2、只要文件存在于系统中，在系统内核就会存在一个inode结构体，里面存储文件的一些相关信息，其中信息之一有设备号，设备号是设备驱动的唯一标识，inode结构体中的共用体里边保存有一些块设备、字符设备等等信息。

3、其中字符设备也是一个结构体类型，struct cdev类型的对象用于描述一个字符设备的驱动，注册驱动的本质就是分配一个cdev的空间并初始化，然后通知内核。

4、struct cdev结构体中包含了操作方法结构体，在操作方法结构体里边定义我们要打开open、读read、写write、关闭close的函数指针。

从而实现应用程序访问驱动的过程。

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注册注销一个字符设备驱动的步骤：

1. 分配一个struct cdev空间（驱动对象）
2. 初始化驱动对象
3. 注册驱动对象
4. 注销

实现过程用到的API：

***********注册流程********************
1.为驱动对象申请空间
    a:struct cdev cdev;//这种方法不是自己申请的，不知道什么时候空间能释放，用起来不灵活
    b.//struct cdev *cdev_alloc(void);
    //功能：申请一个字符对象空间
    //参数：无
    //返回值：成功返回对象空间首地址，失败返回NULL
     struct cdev*cdev=cdev_alloc();
2.对象的初始化
    void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *ops);
    功能：实现字符设备驱动对象的部分初始化
    参数：
        cdev:字符设备驱动对象指针
        ops:操作方法结构体指针
    返回值：无
3.申请设备号
    a.int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
    功能：静态指定设备号(不常用，因为一次申请256个，用不了那么多会造成资源浪费)
    参数：
        from:申请第一个设备的设备号   
        count:申请的设备资源数量
        name:设备名或者驱动名
    返回值：成功返回0，失败返回错误码
    b.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:存放设备号的变量指针
        baseminor：次设备号的起始值
        count:设备资源数量
        name:设备名或者驱动名
    返回值：成功返回0，失败返回错误码
4.注册驱动对象
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
功能：实现驱动对象的注册
参数：
    p:字符设备驱动对象指针
    dev:申请得到的设备号
    count:申请的设备数量
返回值：成功返回0，失败返回错误码


**********注销流程*******************
1.注销驱动对象
void cdev_del(struct cdev *cdev)
参数：
    cdev:要注销的驱动对象指针
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:第一个设备的设备号
    count:设备资源的数量
返回值：无
3.static void kfree(void *p)
功能：释放kmalloc申请的空间
参数：
p:要释放的空间首地址
返回值：无