之前我们说过，Linux设备主要分为三类：字符设备、块设备和网路插口。

字符设备相对于另外两个设备愈发容易理解，同时，这类设备也适宜大多数简单的硬件设备，为此，接出来我们学习一下字符设备驱动。

字符驱动的学习分为两节：先介绍一下字符驱动驱动中的一些概念，这种概念有些在块设备中也是相同的；之后基于系统的显存创建一个字符设备实例。

本节主要介绍一下驱动中的一些概念，主要学会以下内容：

设备号及其相关操作

字符设备一般坐落/dev目录下，通过设备的名称进行访问，这种名称称为设备文件或节点。在/dev目录下，使用ls-l命令来查看系统中的设备情况，部份结果如下：

ls-l查看设备情况

在每行的最上面的有一个字符（c、d、l、b等）红旗linux6.0，其中，c开头的设备表示的就是字符设备。（类似的，b开头的设备表示块设备、d表示是一个目录、l表示是一个联接）

截图中的字符设备为btrfs-control，具体信息如下：

crw-------   1 root    root     10, 234 7月  25 10:45 btrfs-control

其中的：10,234表示的就是设备的设备号linux设备驱动开发详解 源码，10为主设备号（misc字符设备），234为次设备号。

主设备号用于表示设备对应的驱动程序。Linux内核允许多个驱动程序共享主设备号linux设备驱动开发详解 源码，但许多设备依然根据一个设备号对应一个驱动程序的原则组织；次设备号由内核使用linux系统，用于正确确定设备文件所指的设备，借助次设备号可以获取一个指向内核设备的直接表针，也可以将次设备号当作设备本地字段的索引。

在头文件中提供了一个dev_t类型来保存设备号——在2.6.0内核中，dev_t类型是32位的，其中的12位拿来表示主设备号，剩余20位拿来表示次设备号。但我们不要默认永远都是这样实现的，而应当借助中定义的两个宏来获取dev_t所表示的设备号：

MAJOR(dev_t dev); //返回主设备号
MINOR(dev_t dev);  //返回次设备号

同样，当晓得主设备号和次设备号时，也不要自己自动去拼接生成dev_t变量，而应使用以下宏实现：

MKDEV(int major, int minor); //返回dev_t变量

在驱动程序中，对于设备号的相关操作主要是分配和释放，操作函数都在中进行了申明，主要有以下几个函数：

int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);
void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);

对其中的参数进行说明：

register_chrdev_region看名子就晓得是注册设备号，这个函数适用于注册所需设备编号已知的情况下；在大多数情况下，我们是不晓得设备编号的，可以使用alloc_chrdev_region来分配设备编号；unregister_chrdev_region看名子也晓得，是释放注册的设备编号，通常在退出函数中调用。

对于register_chrdev_region和alloc_chrdev_region，强烈建议使用alloc_chrdev_region来分配设备编号，这样可以促使驱动程序适应性更强。

分配设备编号是驱动代码须要完成的第一件事，后续还须要将内部函数和设备编号联接上去。

文件操作相关的数据结构

文件操作相关的数据结构主要是结构体structfile_operations，其定义在中。

该结构体包含了一组函数表针，用于将内部函数和里面的设备编号联接上去。

该结构体的具体内容请自行查看源码，下边对平时用得比较多的几个函数进行说明：

struct file_operations {
	struct module *owner;
	......
	ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
	ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
	......
	__poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
	......
	long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
	long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
	int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
	......
	int (*open) (struct inode *, struct file *);
	int (*release) (struct inode *, struct file *);
	......
} ；

目前只要晓得有这个结构体即可，可以在后续驱动中须要使用的时侯再去深入了解。

文件相关的数据结构

文件相关的数据结构主要是structfile结构体，其定义在中。

该结构体表示一个打开的文件，它由内核在open时创建，为此系统中每位打开的文件、设备都有一个对应的file结构体。在文件的所有实例都被关掉后，内核就会释放这个结构体。

具体内容查看源码，下边对比较重要的属性进行说明：

struct file {
	......
	const struct file_operations *f_op;
	......
	unsigned int f_flags;
	fmode_t f_mode;
	......
	loff_t f_pos;
	......
	void *private_data;
	......
}

同样，这个结构体目前只须要了解即可，后续假如有须要再深入了解。

节点相关的数据结构

里面介绍了structfile_operations结构体表示文件操作相关的结构体，structfile结构体表示打开的文件。下边介绍的structinode结构体表示的是文件（节点）。该结构体同样坐落中。

structinode中包含了大量的有关文件的信息，其中对于驱动程序编撰十分重要的主要有以下几个：

struct inode {
	......
	dev_t i_rdev;
	......
	union {
		......
		struct cdev *i_cdev; 
		......
	};
	......
};

以上是本节的主要内容，下一节将会编撰一个字符设备实例。

本文原创地址：https://www.linuxprobe.com/lsbhjqxgczzf.html编辑：刘遄，审核员：暂无