【原创】--【字符设备】--全流程

一、概述

1、字符设备：是指只能一个字节一个字节读写的设备，不能随机读取设备内存中的某一数据，读取数据需要按照先后数据。字符设备是面向流的设备，常见的字符设备有鼠标、键盘、串口、控制台和LED设备等。
2、块设备：是指可以从设备的任意位置读取一定长度数据的设备。块设备包括硬盘、磁盘、U盘和SD卡等。

　　每一个字符设备或块设备都在/dev目录下对应一个设备文件。linux用户程序通过设备文件（或称设备节点）来使用驱动程序操作字符设备和块设备。

 

二、设备使用流程:
1、生成设备号，dev_t
　　一个字符设备或块设备都有一个主设备号和一个次设备号,二者一起为设备号。

　　主设备号用来标识与设备文件相连的驱动程序，用来反映设备类型。次设备号被驱动程序用来辨别操作的是哪个设备，用来区分同类型的设备。

　　linux内核中，设备号用dev_t来描述，2.6.28中定义如下：
　　typedef u_long dev_t;
　　在32位机中是4个字节，高12位表示主设备号，低12位表示次设备号。

　　可以使用下列宏从dev_t中获得主次设备号： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　MAJOR(dev_t dev);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　　MINOR(dev_t dev);

　　也可以使用下列宏通过主次设备号生成dev_t:

　　dev_t = MKDEV(int major,int minor);

2、向内核申请设备号（两种方法）：

（1）静态申请：
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)；

（2）动态分配：

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)；

（3）注销设备号：

void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)；

　　

 3、注册

cdev_init()/cdev_alloc(),cdev_add(),cdev_del()

参见http://www.cnblogs.com/apolloenterprise/p/4663115.html

 

以上驱动部分基本分析完成，代码如下：

三、app

 

六、开发板终端命令

　　tftp  50008000 zImage

　　bootm 50008000

　　mknod /dev/hand_one c 248 0      // 参数为 设备名 设备类型 主设备号 次设备号

　　insmod  ./drv_hand_one.ko

　　./app_hand_one

 

　　注意：mknod  创建设备文件：
　　　　利用cat /proc/devices查看申请到的设备名，设备号。  （对应 inode 数据结构）
　　（1）使用mknod手工创建：mknod filename type major minor   在开发板的命令行中输入
　　（2）自动创建：利用udev（mdev）来实现设备文件的自动创建，首先应保证支持udev（mdev），由busybox配置。在驱动初始化代码里调用class_create为该设备创建一个class，再为每个设备调用device_create创建对应的设备。

七、重要的数据结构
（1）struct file：代表一个打开的文件描述符，系统中每一个打开的文件在内核中都有一个关联的struct file。它由内核在open时创建，并传递给在文件上操作的任何函数，直到最后关闭。当文件的所有实例都关闭之后，内核释放这个数据结构。

（2）struct inode:用来记录文件的物理信息。它和代表打开的file结构是不同的。一个文件可以对应多个file结构，但只有一个inode结构。inode一般作为file_operations结构中函数的参数传递过来。
　 　inode译成中文就是索引节点。每个存储设备或存储设备的分区（存储设备是硬盘、软盘、U盘 ... ... ）被格式化为文件系统后，应该有两部份，一部份是inode，另一部份是Block，Block是用来存储数据用的。而inode呢，就是用来存储这些数 据的信息，这些信息包括文件大小、属主、归属的用户组、读写权限等。inode为每个文件进行信息索引，所以就有了inode的数值。操作系统根据指令， 能通过inode值最快的找到相对应的文件。

（3）struct file_operations