【驱动开发】设备分类、设备号申请和注销,注册和移除字符设备,以及一个基本的内核驱动程序框架代码

一、Linux内核对设备的分类

Linux的文件种类

序号符号类型文件内容文件名原信息
1-普通文件
2d目录文件
3p管道文件×
4s本地socket文件×
5l链接文件软链接有;硬链接相当于别名
6c字符设备×
7b块设备×

设备类型 

Linux内核按驱动程序实现模型框架的不同,将设备分为三类:

  1. 字符设备:按字节流形式进行数据读写的设备,一般情况下按顺序访问,数据量不大,一般不设缓存;

  2. 块设备:按整块进行数据读写的设备,最小的块大小为512字节(一个扇区),块的大小必须是扇区的整数倍,Linux系统的块大小一般为4096字节,随机访问,设缓存以提高效率,应用程序一般不直接使用块设备,而是在块设备上套一个文件系统;

  3. 网络设备:针对网络数据收发的设备,比如网卡,蓝牙等。

总体框架图: 

虚拟文件系统VFS提供一套函数:open、close、read、write等,应用程序通过调用这些函数操作字符设备和块设备,只是在虚拟文件系统VFS下面,字符设备和块设备的实现方式不一样。

针对网络设备,提供了一组套接字相关的接口,有些函数可以和VFS中的函数共用,但大部分不能共用,这些函数通过网络协议栈操控下面的网络接口设备。

二、设备号

什么是设备号

在内核中,通过设备号来识别各个设备,就和我们的身份证一样,一个设备号只能对应一个设备,但一个设备可以有多个设备号,相当于正常情况下,别人不会通过身份证号来叫某人,而是通过名字,甚至昵称等来称呼。

内核用设备号来区分同类里不同的设备,设备号是一个无符号32位整数,数据类型为dev_t,设备号分为两部分:

  1. 主设备号:占高12位,用来表示驱动程序相同的一类设备

  2. 次设备号:占低20位,用来表示被操作的哪个具体设备  

应用程序打开一个设备文件时,通过设备号来查找定位内核中管理的设备。  

 Linux系统中,dev目录下的文件都为设备文件,用ls -l可以看到主设备号(10),次设备号(235)

用宏来组合和分离主设备号和次设备号 

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