嵌入式主次设备号

主设备号和次设备号

一个字符设备或者块设备都有一个主设备号和次设备号。主设备号和次设备号统称为设备号。主设备号用来表示一个特定的驱动程序。次设备号用来表示使用该驱动程序的各设备。例如一个嵌入式系统，有两个LED指示灯，LED灯需要独立的打开或者关闭。那么，可以写一个LED灯的字符设备驱动程序，可以将其主设备号注册成5号设备，次设备号分别为1和2。这里，次设备号就分别表示两个LED灯。

1．主设备号和次设备号的表示

在Linux内核中，dev_t类型用来表示设备号。在Linux 2.6.29.4中，dev_t定义为一个无符号长整型变量，如下：

typedef u_long dev_t;

u_long在32位机中是4个字节，在64位机中是8字节。以32位机为例，其中高12表示主设备号，低20为表示次设备号，如图6.1所示。

 

图6.1  dev_t结构

2．主设备号和次设备号的获取

为了写出可移植的驱动程序，不能假定主设备号和次设备号的位数。不同的机型中，主设备号和次设备号的位数可能是不同的。应该使用MAJOR宏得到主设备号，使用MINOR宏来得到次设备号。下面是两个宏的定义：

#define MINORBITS   20                                  /*次设备号位数*/
#define MINORMASK   ((1U << MINORBITS) - 1)             /*次设备号掩码*/
#define MAJOR(dev)  ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS))
                                            /*dev右移20位得到主设备号*/
#define MINOR(dev)  ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK))
                                            /*与次设备掩码与，得到次设备号*/

MAJOR宏将dev_t向右移动20位，得到主设备号；MINOR宏将dev_t的高12位清零，得到次设备号。相反，可以将主设备号和次设备号转换为设备号类型（dev_t），使用宏MKDEV可以完成这个功能。

#define MKDEV(ma,mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi))

MKDEV宏将主设备号（ma）左移20位，然后与次设备号（mi）相与，得到设备号。

3．静态分配设备号

静态分配设备号，就是驱动程序开发者，静态地指定一个设备号。对于一部分常用的设备，内核开发者已经为其分配了设备号。这些设备号可以在内核源码documentation/ devices.txt文件中找到。如果只有开发者自己使用这些设备驱动程序，那么其可以选择一个尚未使用的设备号。在不添加新硬件的时候，这种方式不会产生设备号冲突。但是当添加新硬件时，则很可能造成设备号冲突，影响设备的使用。

4．动态分配设备号

由于静态分配设备号存在冲突的问题，所以内核社区建议开发者使用动态分配设备号的方法。动态分配设备号的函数是alloc_chrdev_region()，该函数将在"申请和释放设备号"一节讲述。

5．查看设备号

当静态分配设备号时，需要查看系统中已经存在的设备号，从而决定使用哪个新设备号。可以读取/proc/devices文件获得设备的设备号。/proc/devices文件包含字符设备和块设备的设备号，如下所示。

[root@tom /]# cat /proc/devices /*cat命令查看/proc/devices文件的内容*/
Character devices:                  /*字符设备*/
  1 mem
  4 /dev/vc/0
  7 vcs
  13 input
  14 sound
  21 sg
Block devices:                      /*块设备*/
  1 ramdisk
  2 fd
  8 sd
  253 device-mapper
  254 mdp