：字符设备驱动

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了：字符设备驱动相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

编写驱动程序的第一步就是：定义驱动程序为用户程序提供的功能（机制）
1、主设备号和次设备号       对字符设备的访问是通过文件系统内的设备名称进行的。那些名称被称为特殊文件、设备文件、或者简单称之为文件系统树的节点，他们通常位于/dev目录下。     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。主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类型的多个设备。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。     在内核中，dev_t类型用来保存设备号——包括主设备号和次设备号。
    dev_t是一个32位的数，前12位用来表示主设备号，后20位用来表示次设备号。如果要获得dev_t的主设备号和次设备号，应该使用下面的宏： 
   
  1. #define MINORBITS  20
  2. #define MINORMASK  ((1U << MINORBITS) - 1)
  4. #define MAJOR(dev)  ((unsigned int)((dev) >> MINORBITS)
  5. #define MINOR(dev)  ((unsigned int)((dev) & MINORMASK)
MAJOR宏获得主设备号，MINOR宏获得次设备号。     相反，如果需要将主设备号和次设备号转换成dev_t类型则使用下面的宏： 
   
  1. #define MKDEV(ma, mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi))
2、分配和释放设备编号          在建立一个字符设备之前，我们的驱动程序 首先要获得一个或多个设备号。完成该工作的函数是： 
   
  1. #include <linux/fs.h>
  2. int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name)
其中，first是要分配的设备编号范围的起始值。first的次设备号经常被置为0。 count是所请求的连续设备编号的个数。如果count非常大，则所请求的范围可能与下一个主设 备号重叠，但是只要我们所请求的编号范围时可用的，那就没有问题。 name是和该编号范围关联的设备名称，它将出现在/proc/devices和sysfs中。     register_chrdev_region的返回值在成功的时候返回0。在错误的情况下，返回一个负的错误码，并且不能使用所请求的编号区域。

  动态分配所需的主设备号： 
   
  1. int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name)
dev是仅用于输出的参数，在成功完成调用后将保存已分配范围的第一个编号。firstminor是要使用的被请求的第一个次设备号，它通常是0。count和name跟上面的是一样的意思。
释放设备号 
   
  1. void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count)
first表示要释放的设备号，count表示从first开始要释放的设备号个数。 通常在模块的清除函数中调用unregister_chrdev_region函数。
分配主设备号的最佳方式是：默认采用动态分配，同时保留在加载甚至是在编译时指定主设备号的余地。 
   
  1. if (scull_major)
  3.     dev = MKDEV(scull_major, scull_minor);
  4.     result = register_chrdev_region(dev, scull_nr_devs, "scull");
  6. else
  8.     result = alloc_chrdev_region(&dev, scull_minor, scull_nr_devs, "scull");
  9.     scull_major = MAJOR(dev);
  11. if (result < 0)
  13.     printk(KERN_WARNING "scull: cannot get major %d\\n", scull_major);
  14.     return result;
3、重要的数据结构          大部分的驱动程序操作涉及到三个重要的内核数据结构，分别是file_operations、file、inode

文件操作          file_opreations结构就是用来将驱动程序操作连接到我们保留的设备编号上的。 
   
  1. struct file_operations  
  2.  struct module *owner;//拥有该结构的模块的指针，一般为THIS_MODULES 
  3.  loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);//用来修改文件当前的读写位置 
  4.  ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);//从设备中同步读取数据 
  5.  ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);//向设备发送数据
  7.     ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);//初始化一个异步的读取操作 
  8.     ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);//初始化一个异步的写入操作 
  9.     int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);//仅用于读取目录，对于设备文件，该字段为NULL 
  10.     unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); //轮询函数，判断目前是否可以进行非阻塞的读写或写入 
  11.     int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long); //执行设备I/O控制命令 
  12.     long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); //不使用BLK文件系统，将使用此种函数指针代替ioctl 
  13.     long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); //在64位系统上，32位的ioctl调用将使用此函数指针代替 
  14.     int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *); //用于请求将设备内存映射到进程地址空间 
  15.     int (*open) (struct inode *, struct file *); //打开 
  16.     int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id); 
  17.     int (*release) (struct inode *, struct file *); //关闭 
  18.     int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync); //刷新待处理的数据 
  19.     int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync); //异步刷新待处理的数据 
  20.     int (*fasync) (int, struct file *, int); //通知设备FASYNC标志发生变化 
  21.     int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *); 
  22.     ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int); 
  23.     unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long); 
  24.     int (*check_flags)(int); 
  25.     int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *); 
  26.     ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int); 
  27.     ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int); 
  28.     int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **); 
  29. ;
inode问题之No space left on device！

df -i和df -h

ext3_dx_add_entry: Directory index full!

Linux-标准字符设备

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linux中啥是块设备和字符设备？