上一篇我们介绍了字符设备架构的大概原理、常用的数据结构和函数。接下来，我们撰写一个简单的驱动程序和用户程序，使用户程序可以通过open、release、read、write等常用的文件操作函数，来完成对驱动程序的打开、关闭、读写等控制。

编写代码前，我们再梳理一下思路。想要实现上述效果，我们的工作主要分为三大部分：

编写驱动程序，并加载到内核中，等待被用户程序调用。在这一步中，如果使用alloc_chrdev_region()动态申请字符设备号，则需要把它打印出来让程序员知道。
在console控制台下使用mknod命令创建一个设备节点。在这一步中使用的设备号需要与第一部中的保持一致，且设备节点名称需要记录下来，在用户程序中打开设备时需要使用这个名称。
编写用户程序，通过调用设备节点间接控制驱动程序。打开设备时使用上一步注册字符设备节点时的命名。

一、驱动程序编写

驱动程序完整代码如下，命名为cdev_driver.c。

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/uaccess.h>MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zz");static dev_t devno;#define KMAX_LEN 32static int demo_open(struct inode *ind, struct file *fp)
{printk("demo open\n");return 0;
}static int demo_release(struct inode *ind, struct file *fp)
{printk("demo release\n");return 0;
}static ssize_t demo_read(struct file *fp, char __user *buf, size_t size, loff_t *pos)
{int rc;char kbuf[KMAX_LEN] = "read test\n"; if (size > KMAX_LEN)size = KMAX_LEN;rc = copy_to_user(buf, kbuf, size);if(rc < 0) {return -EFAULT;pr_err("copy_to_user failed!");}return size;
}static ssize_t demo_write(struct file *fp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *pos)
{int rc;char kbuf[KMAX_LEN];if (size > KMAX_LEN)size = KMAX_LEN;rc = copy_from_user(kbuf, buf, size);if(rc < 0) {return -EFAULT;pr_err("copy_from_user failed!");}printk("%s", kbuf);return size;
}static struct file_operations fops = {.open = demo_open,.release = demo_release,.read = demo_read,.write = demo_write,
};static struct cdev cd;static int demo_init(void)
{int rc;rc = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "test");if(rc < 0) {pr_err("alloc_chrdev_region failed!");return rc;}printk("MAJOR is %d\n", MAJOR(devno));printk("MINOR is %d\n", MINOR(devno));cdev_init(&cd, &fops);rc = cdev_add(&cd, devno, 1);if (rc < 0) {pr_err("cdev_add failed!");return rc;}return 0;
}static void demo_exit(void)
{cdev_del(&cd);unregister_chrdev_region(devno, 1);return;
}module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);

二、应用程序编写

驱动程序完全编写完毕，下面编写应用程序。在应用程序中，我们要完成下面的操作：使用open函数打开字符设备，使用read函数从字符设备中读出字符串“read test”，使用write函数向字符设备中写入字符串“write test”，使用close释放字符设备。我们将设备节点的名称命名为test_chr_dev。代码如下，代码文件命名为app.c。

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{int rc;char buf[32];int fd = open("/dev/test_chr_dev", O_RDWR);if (fd < 0) {printf("open file failed!\n");return -1;}read(fd, buf, 32);printf("%s", buf);write(fd, "write test\n", 32);close(fd);return 0;
}

三、编写Makefile。

ifneq ($(KERNELRELEASE),)obj-m := cdev_driver.o
elseKDIR    := /lib/modules/$(shell uname -r)/buildPWD     := $(shell pwd)
all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
endif

五、程序运行

首先make编译驱动代码。

然后gcc编译用户程序代码。

sudo -s指令进入root模式，insmod加载模块。

dmesg查看一下系统为设备分配的设备号时多少，可以看出主设备号时240。
然后首先使用mknod指令向系统中创建设备节点，注意字符设备号也要设置成240，节点名称要与用户程序中打开的设备文件的名称保持一致，即test_chr_dev。

注：如果删除字符设备，只需要使用rm指令删除字符设备节点即可。
rm /dev/test_chr_dev

运行应用程序。可以看到读功能正常。

dmesg打印一下内核信息，可以看到设备打开、写功能、释放正常。

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一、驱动程序编写

二、应用程序编写

三、编写Makefile。

五、程序运行

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