Linux字符设备驱动程序详解

"这篇资料主要介绍了Linux系统中的字符设备驱动程序，包括主设备号和次设备号的概念，以及如何在驱动程序中注册和释放设备编号。" 在Linux操作系统中，设备驱动是操作系统与硬件之间的重要桥梁，它使得操作系统能够与各种硬件设备进行交互。字符设备驱动是其中的一种，主要处理单个数据流的输入输出操作，如键盘、串口等。 1. **主设备号和次设备号**： 主设备号（Major Number）标识了设备对应的驱动程序，不同的主设备号对应不同的驱动模块。次设备号（Minor Number）则用于区分同一主设备号下的多个实例或不同功能的设备。在内核中，设备号存储在一个32位的`dev_t`类型变量中，其中12位用于主设备号，20位用于次设备号。使用`MAJOR()`和`MINOR()`宏可以分别提取出主设备号和次设备号，而`MKDEV()`宏则用于组合主设备号和次设备号创建一个`dev_t`类型的设备编号。 2. **设备注册与释放**： 在编写驱动程序时，必须向内核注册设备以便系统能识别和管理。`register_chrdev_region()`函数用于静态注册设备号，需要指定起始设备号、设备数量和设备名称。如果希望动态分配设备号，可以使用`alloc_chrdev_region()`函数，它会自动分配主设备号，并返回分配到的设备号。在不再需要这些设备号时，应通过`unregister_chrdev_region()`释放已注册的设备号范围。 3. **示例代码解析**： 示例代码展示了如何在驱动程序中根据配置选择静态分配或动态分配设备号。如果`scull_major`已经赋值，说明是预设的主设备号，那么直接使用`MKDEV()`组合主次设备号并注册。否则，使用`alloc_chrdev_region()`动态分配设备号，并保存分配到的主设备号。如果注册失败，会打印错误信息并退出。 4. **scull设备驱动**： 代码中提到的“scull”是Linux内核中的一个模拟设备驱动，用于教学和测试目的。`scull_nr_devs`表示该设备的实例数量，`scull_minor`则是设备的次设备号初始值。 总结来说，这个资料详细讲解了Linux字符设备驱动的基本概念，包括设备号的管理和设备的注册过程，对于理解Linux内核如何与硬件交互具有重要价值，是学习Linux驱动开发的基础。