字符设备驱动基础篇3——字符设备驱动工作原理

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参考资料：http://www.cnblogs.com/biaohc/p/6575074.html。

1、系统整体工作原理

（1）应用层-》API-》设备驱动-》硬件；

（2）API：open、read、write、close等操作逻辑（“吃饭”这个宏观操作）；

（3）驱动源码中提供真正的open、read、write、close等函数实体（右手，用筷子等具体操作）；

2、file_operations结构体

结构体成员的解释，见博文：http://blog.csdn.net/oqqhutu12345678/article/details/78508273

                                           


（1）该结构体的元素主要是函数指针，用来挂接实体函数地址；

（2）每个设备驱动都需要一个该结构体类型的变量；

（3）设备驱动向内核注册时，提供该结构体类型的变量。

（4）该结构体的成员函数是字符设备驱动程序设计的主体内容，这些函数实际会在应用程序进行linux的open（）、read（）等系统调用时最终被内核调用。

3、注册字符设备

在没有框架模型前，这里注册驱动、注册设备混为一谈（设备号和file_opertion紧结合，一个驱动的信息包含两者）。

（1）为何要注册驱动？如果不注册，内核查无此人。

（2）谁去负责注册？驱动去注册自己。

（3）向谁注册？向内核注册。

（4）注册函数从哪里来？内核提供了注册函数，驱动需要调用此函数来注册自己。

（5）注册前怎样？注册后怎样？注册产生什么结果？查有此人，内核可以调用此驱动去驱动硬件。

4、register_chrdev函数详解（#include <linux/fs.h>）

（1）作用是驱动向内核注册某设备的file_operations

成功返回值为0，失败返回负数。
（2）参数

major，可以自己指定，也可以让内核帮忙分配。表征当前设备的编号，范围是1~254；犹如身份证号。
name，表示当前设备驱动的名字；犹如具体名字。
fops，file_operations结构体指针。
cat /proc/devices，可以查看哪些设备号可用。

（3）inline和static

inline修饰：因为此函数定义在头文件里面，如果被两个文件包含，就会被重复定义，使用inline后，就只剩函数体了，而不是函数定义。本质原因是此函数太短了。

5、内核如何管理字符设备驱动

（1）内核中用一个数组，来存储注册的字符设备驱动；

数组的缺陷，因此只有1-254？
（2）register_chrdev函数将（要注册的）驱动的信息（包括设备号和file_operations）存储在数组中相应的位置；



（3）使用cat /proc/devices，查看内核中已经注册过的字符设备驱动和块设备驱动；

有些编号默认分配给某些设备。
理解主设备号（major）的概念。