Linux设备和分类

字符设备：能够像字节流一样被访问的设备，当对字符设备发出读写请求，相应的I/O操作立即发生。例，字符终端、串口、键盘、鼠标等；
块设备 ：Linux系统中进行I/O操作时必须以块为单位进行访问的设备，块设备能够安装文件系统。块设备驱动会利用一块系统内存作为缓冲区，因此对块设备发出读写访问，并不一定立即产生硬件I/O操作。例，硬盘、软驱等；
网络设备：既可以是网卡这样的硬件设备，也可以是一个纯软件设备如回环设备。网络设备由Linux的网络子系统驱动，负责数据包的发送和接收，而不是面向流设备，因此在Linux系统文件系统中网络设备没有节点，对网络设备的访问是通过socket调用产生。

1、设备节点和设备编号

dev_t类型来保存设备编号（包括主设备号和次设备号）。

在 2.62.6 版本的Linux内核中，dev_t 是一个 32 位数，高12位是主设备号，低20位是次设备号（从设备号）。
1、主设备号：
如果多个设备使用同一个驱动程序，则它们拥有相同的主设备号。主设备号由系统来维护，但是在使用主设备号的时候，注意一定不要使用系统已经的主设备号。
一般来说，231~239这几个设备是系统没有分配的，用户可以自行安排使用。cat /proc/devices查看运行系统占用了哪些主设备号。
2、次设备号：
用于确定该文件所指定的设备，如果一个设备驱动可以驱动一组相似的设备，此时就需要依赖于次设备号对这些外进行区分。

1.1 操作设备号

从dev_t获取。应当使用 <linux/kdev_t.h>中定义的宏，而不应当对设备号位数和表述结构做任何假设，因为这样会导致不兼容以前的内核，或者未来版本设备号结构和表述方式发生变化。例如获取一个设备dev的主次设备号，可用：

#include<linux/kdev_t.h>MAJOR(dev_t dev);      //获取主设备号
MINOR(dev_t dev);       //获取次设备号

如果已知一个设备的主次设备号，要转换成dev_t类型的设备编号，则应当使用：

MKDEV(int major,int minor);

1.2 获取设备编号：

1）静态获取主设备：
只在特定系统运行，且系统设备号使用情况明确；系统应用所要求；如为了快速启动等。

#include<linux/fs.h>int register_chrdev_region(dev_t first，unsigned int count,char *name);  //向系统注册1个或多个设备号
//first是起始编号；
//count是主设备号的数量；
//name是设备名称
/*注册成功返回0，否则返回错误码*/

2）动态获取主设备号：

如果事先不知道设备的设备号，或者一个驱动可能在多个系统上运行，为了避免出现设备号冲突，必须采用动态设备号。

#include<linux/fs.h>alloc_chrdev_region(dev_t *dev,unsigned int firstminor,unsigned int count,char *name);//该函数可以从系统动态获得一个或者多个主设备号
//dev用于保存已经获得的编号范围的第一个值;
//firstminor是第一个次设备号，通常是0;
//count是获得的编号数量;
//name是设备名称;

动态获取得到的设备号，一定要用一个全局变量保存下来以便卸载使用，否则该设备号将不能被释放。

1.3 释放设备号

在设备注销的时候必须释放占用的主设备号，调在unregister_chrdev_region 可以释放设备号。函数原型：

void unregister_chrdev_region(dev_t from,unsigned count);
//from要释放的设备号,与注册的设备号一致；
//count释放设备号的个数；

1.4 测试程序

#include<linux/module.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/device.h>static int dev_major;
static int dev_minor;module_param(dev_major,int,S_IRUGO);
module_param(dev_minor,int,S_IRUGO);
dev_t dev_no;           //dev number#define DEVICE_NAME     "cdev_hello"
#define MINOR_NUM       0
#define DEVICE_COUNT    1
static int __init hello_init(void)
{int ret;printk("Hello init!Get number is %d\n",dev_major);if(dev_major > 0)       //Static gain                   {dev_no = MKDEV(dev_major, dev_minor);           //Get the dev_t type.ret = register_chrdev_region (dev_no, DEVICE_COUNT, DEVICE_NAME);//Static acquisition deviceif(ret < 0){printk("static no error!\n");   //Fail to getreturn ret;}printk("static is ok!\n");              //Gain successprintk("major = %d,minor = %d\n",dev_major,dev_minor);}else                    //Dynamic acquisition{alloc_chrdev_region(&dev_no, MINOR_NUM, DEVICE_COUNT, DEVICE_NAME);dev_major = MAJOR(dev_no);      //Get majordev_minor = MINOR(dev_no);      //Get minorprintk("Dynamic is ok!\n");printk("major = %d,minor = %d\n",dev_major,dev_minor);}return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{unregister_chrdev_region(dev_no,DEVICE_COUNT); //设备个数设置为宏定义后才能取消设备号？？printk("Hello exit!\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

测试结果
1、

2、

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