1.字符设备

字符设备、字符设备驱动与用户空间访问该设备的程序三者之间的关系

　　Linux内核中：

a -- 使用cdev结构体来描述字符设备;

b -- 通过其成员dev_t来定义设备号（分为主、次设备号）以确定字符设备的唯一性;

c -- 通过其成员file_operations来定义字符设备驱动提供给VFS的接口函数，如常见的open()、read()、write()等;

 

     在Linux字符设备驱动中:

a -- 模块加载函数通过 register_chrdev_region( ) 或 alloc_chrdev_region( )来静态或者动态获取设备号;

b -- 通过 cdev_init( ) 建立cdev与 file_operations之间的连接，通过 cdev_add( ) 向系统添加一个cdev以完成注册;

c -- 模块卸载函数通过cdev_del( )来注销cdev，通过 unregister_chrdev_region( )来释放设备号;


     用户空间访问该设备的程序:

a -- 通过Linux系统调用，如open( )、read( )、write( )，来“调用”file_operations来定义字符设备驱动提供给VFS的接口函数;

2.例子

hello.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
static int major = 99; //主设备号（用于区分设备类）
static int minor = 0;  //次设备号（用于区分哪个设备）

static dev_t devno;
static struct cdev cdev1;
struct class *hello_class;

static int hello_open(struct inode *inodep, struct file *filep)
{
    printk(KERN_ALERT "hello are opened \r\n");
    return 0;
}

static struct file_operations hello_ops = {
    .open = hello_open,
};

static int hello_init(void)
{
    int ret;
    printk(KERN_ALERT "hello_init\r\n");
    //第一步：将主设备号、次设备号转化成dev_t类型
    devno = MKDEV(major, minor);
    ret = register_chrdev_region(devno, 1, "hello");
    if (ret < 0)
    {
        printk(KERN_ERR "my register_chrdev_region fail \r\n");
        return ret;
    }
    printk(KERN_INFO "register_chrdev_region success\n");
    //第二步：注册字符设备驱动
    cdev_init(&cdev1, &hello_ops);
    ret = cdev_add(&cdev1, devno, 1);
    if (ret < 0)
    {
        printk(KERN_ERR "Uable to add dev\n");
        return ret;
    }
    printk(KERN_INFO "cdev_add success\n");
    //第三步：2.6内核之后要向sys文件系统中添加设备
    hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello");
    device_create(hello_class, NULL, devno, NULL, "hello");
    printk(KERN_INFO "device created success\n");
    return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
    cdev_del(&cdev1);
    unregister_chrdev_region(devno, 1);
    printk(KERN_ALERT "hell_exit\r\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

test.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

main()
{
    int fd;

    fd = open("/dev/hello",O_RDWR);
    if(fd<0)
    {
        perror("open fail \n");
        return ;
    }else
    {
        printf("open /dev/hello success! \n");
    }

    close(fd);
}

makefile

#General Purpose Makefile for cross compile Linux Kernel module
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := hello.o  #+=是连接字符串
else

ARCH := arm    
CROSS_COMPILE := arm-linux-gnueabihf-
KERN_DIR := /home/zqh/lichee/linux-zero-4.14.y  #选择内核路径
PWD :=$(shell pwd)   #当前路径

all:
        $(info "1st")
        make ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) -C $(KERN_DIR) M=$(PWD) modules    
clean:                                   
        rm -f *.ko *.o *.symvers *.mod.c *.mod.o *.order .*.o.ko.cmd .*.ko.cmd .*.mod.o.cmd .*.o.cmd
        
endif