Linux设备节点、设备和设备驱动

Linux设备分成三种基本类型：

1. 字符设备
2. 块设备
3. 网络设备

设备驱动程序也分为对应的三类：字符设备驱动程序、块设备驱动程序和网络设备驱动程序。

设备节点被创建在/dev下，是连接内核与用户层的枢纽，就是设备是接到对应哪种接口的哪个ID 上。 相当于硬盘的inode一样的东西，立面记录了硬件设备的位置和信息

在Linux中，所有设备都以文件的形式存放在/dev目录下，都是通过文件的方式进行访问，设备节点是Linux内核对设备的抽象，一个设备节点就是一个文件。应用程序通过一组标准化的调用执行访问设备，这些调用独立于任何特定的驱动程序。而驱动程序负责将这些标准调用映射到实际硬件的特有操作。

设备节点，驱动，硬件设备是如何关联到一起的呢？

这是通过设备号实现的，包括主设备号和次设备号。当我们创建一个设备节点时需要指定主设备号和次设备号。应用程序通过名称通过名称访问设备，而设备号指定了对应的驱动程序和对应的设备。主设备号标识设备对应的驱动程序，次设备号由内核使用，用于确定设备节点所指设备。

设备号的分配

在建立设备前，驱动首先要做的就是获得一个或者多个设备编号。一部分主设备号已经静态分配给了大部分常见设备，在Documentation/devices.txt文件中可以查到设备清单。设备号的分配有两种方式：1）简单选定一个未被使用的编号。调用intregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name) 进行静态注册。这种方式选定的主设备号一旦驱动程序被广泛使用，可能造成冲突和麻烦。2）动态申请一个设备号。调用intalloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int -firstminor, unsigned int -count, char *name)动态申请，dev是仅用于输出的参数，保存已分配范围的第一个编号。动态分配的主设备不能始终保持一致，需要在调用insmod后从读取proc/devices文件以获取新分配的主设备号，然后再/dev目录中创建设备节点。【注：驱动程序加载后，驱动名称和对应的主设备号会添加到proc/devices文件中】

不管使用哪种方式分配设备号，都应该在不再使用它们时调用unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count)释放这些设备编号。

设备号的使用

设备号的使用应该始终使用<linux/kdev_t.h>中定义的宏

•  获取主次设备号：MAJOR(dev_t dev) 和 MINOR(dev_t dev)
• 转换成dev_类型：MKDEV(int major,int minor)

 

创建设备节点

• 手动创建 

使用mknode命令。命令格式为mknod name { b | c } Major Minor ，b表示块设备，c表示字符设备。

• 自动创建

使用自动创建的前提是用户空间移植了udev。在驱动的初始化代码里调用class_create为该设备创建一个class，再为每个设备调用device_create创建对应的设备。在移除模块时，要调用device_destroy 和class_destroy相应的删除自动创建的设备和类。