嵌入式Linux设备驱动开发之：字符设备驱动编程

er_chrdev(unsignedintmajor,constchar*name)

（2）设备号相关函数。

在前面已经提到设备号有主设备号和次设备号，其中主设备号表示设备类型，对应于确定的驱动程序，具备相同主设备号的设备之间共用同一个驱动程序，而用次设备号来标识具体物理设备。因此在创建字符设备之前，必须先获得设备的编号（可能需要分配多个设备号）。

在Linux2.6的版本中，用dev_t类型来描述设备号（dev_t是32位数值类型，其中高12位表示主设备号，低20位表示次设备号）。用两个宏MAJOR和MINOR分别获得dev_t设备号的主设备号和次设备号，而且用MKDEV宏来实现逆过程，即组合主设备号和次设备号而获得dev_t类型设备号。

分配设备号有静态和动态的两种方法。静态分配(register_chrdev_region()函数)是指在事先知道设备主设备号的情况下，通过参数函数指定第一个设备号（它的次设备号通常为0）而向系统申请分配一定数目的设备号。动态分配（alloc_chrdev_region()）是指通过参数仅设置第一个次设备号（通常为0，事先不会知道主设备号）和要分配的设备数目而系统动态分配所需的设备号。

通过unregister_chrdev_region()函数释放已分配的（无论是静态的还是动态的）设备号。

它们的函数格式如表11.3所示。

表11.3 设备号分配与释放函数语法要点

（3）最新版本的字符设备注册。

在获得了系统分配的设备号之后，通过注册设备才能实现设备号和驱动程序之间的关联。这里讲解2.6内核中的字符设备的注册和注销过程。

在Linux内核中使用structcdev结构来描述字符设备，我们在驱动程序中必须将已分配到的设备号以及设备操作接口（即为structfile_operations结构）赋予structcdev结构变量。首先使用cdev_alloc()函数向系统申请分配structcdev结构，再用cdev_init()函数初始化已分配到的结构并与file_operations结构关联起来。最后调用cdev_add()函数将设备号与structcdev结构进行关联并向内核正式报告新设备的注册，这样新设备可以被用起来了。

如果要从系统中删除一个设备，则要调用cdev_del()函数。具体函数格式如表11.4所示。

表11.4 最新版本的字符设备注册

2.6内核仍然保留早期版本的register_chrdev()等字符设备相关函数，其实从内核代码中可以发现，在register_chrdev()函数的实现中用到cdev_alloc()和cdev_add()函数，而在unregister_chrdev()函数的实现中调用cdev_del()函数。因此很多代码仍然使用早期版本接口，但这种机制将来会从内核中消失。

前面已经提到字符设备的实际操作在structfile_operations结构的一组函数中定义，并在驱动程序中需要与字符设备结构关联起来。下面讨论structfile_operations结构中最主要的成员函数和它们的用法。

（4）打开设备。

打开设备的函数接口是open，根据设备的不同，open函数接口完成的功能也有所不同，但通常情况下在open函数接口中要完成如下工作。

n 递增计数器，检查错误。

n 如果未初始化，则进行初始化。

n 识别次设备号，如果必要，更新f_op指针。

n 分配并填写被置于filp->private_data的数据结构。

其中递增计数器是用于设备计数的。由于设备在使用时通常会打开多次，也可以由不同的进程所使用，所以若有一进