Linux字符设备驱动

    在Linux中有一句哲学“Linux下皆文件”,设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
Linux设备驱动程序的分类:
Linux设备驱动程序分为字符设备驱动（无缓冲且只能顺序存取），块设备驱动程序（有缓冲且可以随机存取）。每个字符设备和块设备都必须有主次设备号，主设备号相同的设备是同类设备（使用同一驱动程序）(1)块设备：系统中能够随机（不需要按顺序）访问固定大小数据片（chunk）的设备被称作块设备；他们都是以安装文件系统的方式使用的(2)字符设备：字符设备按照字符流动的方式被有序访问

在内核中，dev_t类型用来保存设备编号（包括主设备号和次设备号），dev_t是一个32位的数，12位表示主设备号，20为表示次设备号

(1)主设备号 = MAJOR（dev_t dev）

(2)次设备号 = MINOR（dev_t dev）

(3)设备编号 = MKDEV（int major,int minor）

分配和释放设备号：

(1)int register_chrdev_region(dev_t first,unsigned int count,char *name);

(2)int alloc_chrdev_region(dev_t *dev,unsigned int firstminor,unsigned int count,char *name);

(3)void unregister_chrdev_region(dev_t first,unsigned int count);

注册字符设备
在获得了设备号范围之后，需要将设备添加到字符设备数据库中，以激活设备。这需要用cdev_init函数初始化一个struct cdev的实例，然后调用cdev_add函数

(1)void cdev_init(struct cdev *cdev,struct file_operation *fops);
函数用于初始化cdev的成员，并建立cdev和file_operations之间的连接

(2)int  cdev_add(struct cdev *dev,dev_t num,unsigned int count)
(3)void  cdev_del(stuct cdev *dev)
cdev_add()函数和cdev_del()函数分别向系统添加和删除一个cdev,完成字符设备的注册和注销。对cdev_add()的调用通常发生在字符设备驱动模块加载函数中，
而对cdev_del()函数的调用则通常发生在字符设备驱动模块卸载函数中

cdev 一般它有两种定义初始化方式：静态的和动态的

1>静态内存定义初始化：

struct cdev my_cdev;

cdev_init(&my_cdev, &fops);

my_cdev.owner = THIS_MODULE;

2>动态内存定义初始化：

struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();

my_cdev->ops = &fops;

my_cdev->owner = THIS_MODULE;

实际上Linux内核为我们提供了一组函数，可以用来在模块加载的时候自动在/dev目录下创建相应设备节点，并在卸载模块时删除该节点，class_creat 以及 device_creat 来实现自动在 /dev 下自动创建节点

1. int __init hello_init (void)
   {
       int result;
       devno = MKDEV(HELLO_MAJOR, HELLO_MINOR);
2.     if (HELLO_MAJOR)
3.     {
          result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");
4.     }
       else
5.     {
          result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");
          HELLO_MAJOR = MAJOR(devno);
       } 
       printk("MAJOR IS %d\n",HELLO_MAJOR);
6.     my_class = class_create(THIS_MODULE,"hello_char_class");  //类名为
7.     if(IS_ERR(my_class))
      {
             printk("Err: failed in creating class.\n");
             return -1; 
       }
8.     device_create(my_class,NULL,devno,NULL,"memdev");      //设备名为memdev
9.    if (result<0)
       {
              printk (KERN_WARNING "hello: can't get major number %d\n",         HELLO_MAJOR);
              return result;
       }
10.     cdev_init(&cdev, &hello_fops);
        cdev.owner = THIS_MODULE;
        cdev_add(&cdev, devno, NUMBER_OF_DEVICES);
11.     printk (KERN_INFO "Character driver Registered\n");
        return 0;
    }
12. static void __exit hello_exit (void)
13. {
        cdev_del (&cdev);
14.     device_destroy(my_class, devno);         //delete device node under /dev//必须先删除设备，再删除class类
        class_destroy(my_class);                 //delete class created by us
15.     unregister_chrdev_region (devno,NUMBER_OF_DEVICES);
16.     printk (KERN_INFO "char driver cleaned up\n");
    }
17. module_init (hello_init);
    module_exit (hello_exit);