1、設備號

主設備號標識設備對應的驅動程序，次設備號由內核使用，用于確定設備文件所指的設備。

通過次設備號獲得一個指向內核設備的直接指針，也可將此設備號當作設備本地數組的索引。

設備編號用dev_t表示（Linux/types.h? 32位，其中12位表示主設備號，20位表示次設備號）。

由dev_t獲得主設備號或次設備號：MAJOR(dev_t dev); MINOR(dev_t dev)

已知主設備號和次設備號來獲取dev_t類型：MKDEV(int? major,? int? minor)

獲取一個或多個設備編號：int? register_chrdev_region(dev_t first,? unsigned int? count,? char? *name);(靜態分配，事先已知道設備號)

動態分配設備編號：int? alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);調用成功后dev會保存已分配的第一個編號。

釋放設備編號：void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);

接下來，驅動程序需要將設備編號和內部函數連接起來。

注：（下一步可嘗試采用動態分配設備號）

?

動態分配設備號缺點：不能預先創建設備節點（因為分配的設備號不能保證始終一致）。

2、文件操作file_operations:

這些操作將與設備編號連接起來。

__user:用于文檔，表明該指針是一個用戶空間地址。

主要成員：open, ?ioctl,? read,? write,? llseek

3、struct file結構? linux/fs.h文件描述符

每打開一個文件，內核就會創建一個對應的file結構，在open()時創建，同時會傳遞給在該文件上進行操作的所有函數（因為file結構中包含file_operations結構，而該結構包含了所有驅動操作的函數）。

內核中用filp作為執行file結構的指針。

主要成員：

Mode_t? f_mode;? loff_t? f_pos;? ?struct file_operations *f_pos;? void? private_data;?

4、inode結構

對單個文件只有一個inode，而可能有多個file(由于fork，dup操作)。

主要成員：

dev_t? i_rdev; 對表示設備文件的inode結構，該字段包含真正的設備編號。

struct cdev?*i_cdev;? ?該結構表示字符設備的內核的內部結構，當inode指向一個字符設備文件時，該字段包含指向struct cdev結構的指針。

從inode中獲取設備號： iminor(struct inode *inode);? imajor(inode);

5、字符設備注冊? /linux/cdev.h

內核使用struct cdev結構表示字符設備，所以在內核調用該設備操作之前，需要分配并注冊一個或者多個該結構。

注冊有兩種方式：

新方法：

1）定義字節的結構：

struct my_dev {

???????? struct? cdev? cdev; //此處如果定義的是指針類型，則需要申請分配內存

}my_dev;

//my_dev ->cdev = cdev_alloc();? //如果cdev是指針則需要這一步

my_dev->cdev.ops = &my_fops;

my_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;

2）再調用cdev_init(struct cdev *cdev,? struct file_operations *fops);

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

上面每一步都要判斷函數調用是否出錯。

舊辦法（老接口）：

注冊：int register_chrdev();移除：int unregister_chrdev()

?

6、各操作函數實現

1）open?? int (*open) (struct? inode? *inode,? struct? file? *filp)

完成以下工作：傳入一個inode，創建一個file結構

n? 檢查設備特定錯誤（如未就緒）；

n? 如果設備首次打開，則進行初始化；

n? 必要時更新f_op指針；

n? 分配并填寫filp->private_data；

注：inode結構是傳入的參數，對應一個特定的設備（這就是為什么要在/dev下mknodde原因），而file結構的filp是要修改的參數（傳出），對應該設備的一個文件描述符，也就是一個inode可能有多個file描述符，而每個描述符需要保存inode的信息，即存放在filp->private_data中。

2）release? int (*release) (struct inode *inode,? struct file *filp)

完成工作：傳入一個inode，釋放這個file結構

n? 釋放由open分配的、保存在filp->private_data中的內容；

n? 在最后一次close時關閉設備

dup 和fork都會在不調用open時創建新的file結構（對應同一個inode）。

注：并不是每個close調用都會調用release；只有真正釋放設備數據結構的close調用才會調用release。內核對每個file結構維護其被使用次數的計數器，無論是fork還是dup，都不會創建新的數據結構（只會有open創建），它們只是增加已有結構中的計數器而已。只有在file結構的計數為0時，close才會調用release。

3）read? ssize_t ?read(struct ?file? *filp,? char __user *buf, ?count,? loff_t *offp)

完成工作：傳入file，將count個字節數據寫入用戶地址buf，修改loff_t

由copy_to_user()實現
返回值說明：

n? 等于count：所請求的字節數讀取成功；

n? 返回值為正，但小于count：只讀取了部分數據；

n? 為0：已經達到文件尾；

n? 負值：出錯

4）write? ssize_t? write(struct ?file? *filp,? char? __user *buf,? count,? offp);

由copy_from_user()實現

返回值同上。

?

?

2）加載驅動insmod demo.ko，再使用lsmod或cat /proc/modules查看驅動是否安裝；

3）創建設備節點：mknod? /dev/yangjin c 224 0；注意：此處的節點設備號要與驅動程序中的注冊的設備號相同。

4）再編寫應用程序測試代碼：

用戶測試代碼：