韦东山Linux驱动入门实验班（3）hello驱动申请指定数量的次设备号

系统运维 2023-08-07 大猫手机阅读

前言

（1）前面我们介绍了如何自动产生设备节点，详细分析了驱动层代码。但是我们有没有发现一个问题，我们每次设备节点的主设备号都是240，次设备号是0。主设备能够理解，这个是系统自动分配的，那么为什么次设备号永远是0呢？我能不能是其他的？（2）答案是可以的。

什么是Linux设备号

（1）为了方便管理， Linux 中每个设备都有一个设备号，设备号由主设备号和次设备号两部分组成，主设备号表示某一个具体的驱动，次设备号表示使用这个驱动的各个设备。（2）Linux 提供了一个名为 dev_t 的数据类型表示设备号，而dev_t 其实就是 unsigned int 类型，是一个 32 位的数据类型。（3）这 32 位的数据构成了主设备号和次设备号两部分，其中高 12 位为主设备号，第 20 位为次设备号。（4）因此 Linux系统中主设备号范围为 0~4095。

如何动态分配设备号

alloc_chrdev_region（）简单介绍

（1）首先需要知道register_chrdev（）对于设备号的申请规则是什么。==在register_chrdev（）中，他只会申请到一个没有被使用到的主设备号，及其他之下的所有次设备号。==我们会发现，这样太占用次设备号资源。（2）所以这里要做的是，申请一个主设备号和指定的次设备号，这一部分用于注册驱动程序。我们也就需要了解alloc_chrdev_region（）函数。

    /*申请一个主次设备号空间，这个区域给当前驱动使用，主设备号和次设备号存入第一个参数中
     *参数一 ：第一个设备的主设备号和次设备号
     *参数二 : 从哪个次设备号开始
     *参数三 ：想获得几个次设备号
     *参数四 ：驱动程序名
     *返回值：如果申请失败，返回一个负数
    */
    ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 2, "hello");

cdev_add（）简单介绍

（1）我们申请到了设备号，还需要将设备号传递给驱动，所以需要使用到cdev_add（）函数。（2）而这个传递是如何进行的呢？这里就需要引入一个cdev结构体，这个结构体用于描述一个字符设备，我们需要将设备号传递给这个结构体。

struct cdev {
  struct kobject kobj;
  struct module *owner;
  const struct file_operations *ops;
  struct list_head list;
  dev_t dev;
  unsigned int count;
 };
static struct cdev hello_cdev; //用于表示一个字符设备
    /*申请完设备号之后，需要进行
     *参数一 ： 要增加的cdev
     *参数二 ： 将主次设备号dev传入
     *参数三 ： 决定占用几个主次设备号，这里占2个主次设备号
     *返回值 ： 如果返回值不是0，表示错误
    */
    ret = cdev_add(&hello_cdev, dev, 2);

cdev_init（）简单介绍

（1）我们的字符设备拥有了设备号之后，还需要file_operations结构体，用于进行描述这个驱动如何使用。（2）所以这个时候，就需要使用到cdev_init（）函数，将file_operations结构体传递给cdv结构体。

static const struct file_operations hello_drv = {
    .owner      = THIS_MODULE,
    .read       = hello_read,
    .write      = hello_write,
    .open       = hello_open,
    .release    = hello_release,
};
    //申请完设备号之后，需要进行初始化。初始化cdev，让cdev与file_operations结构体挂钩
    cdev_init(&hello_cdev, &hello_drv);

cdev_del（）

这个就是用来删除cdev 的。传入cdev结构体即可

unregister_chrdev_region（）

这个是将申请到的主次设备号空间释放

本章与上一章的改动之处

（1）驱动安装：上一章在进行次设备号的分配上，是直接采用的register_chrdev（）函数进行分配。这种方法会导致所有次设备号都被占用。于是我们这一章，将使用 alloc_chrdev_region（），cdev_add（）和cdev_init（）函数来代替register_chrdev（）函数。（2）删除驱动：在上一章中，我们删除驱动是调用的unregister_chrdev（）函数。而在我们当前这一章节，需要使用cdev_del（）删除cdev，然后调用unregister_chrdev_region（）释放主次设备号。

/********  驱动安装   ********/
/*
 *原来
*/
major = register_chrdev(0, "100ask_hello", &hello_drv);
/*
 *现在
*/
    // 如果是register_chrdev，那么会申请到一个主设备号，以及他的所有次设备号。那样太占用次设备号资源
    // 所以这里要做，申请一个主设备号和指定的次设备号，这一部分用于注册驱动程序
    /*申请一个主次设备号空间，这个区域给当前驱动使用，主设备号和次设备号存入第一个参数中
     *参数一 ：第一个设备的主设备号和次设备号
     *参数二 : 从哪个次设备号开始
     *参数三 ：想获得几个次设备号
     *参数四 ：驱动程序名
     *返回值：如果申请失败，返回一个负数
    */
    ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 2, "hello");
    //判断是否申请主次设备号成功，如果失败进入
    if (ret < 0) 
    {
        //打印无法获得设备号
        printk(KERN_ERR "alloc_chrdev_region() failed for hello\n");
        //返回无效参数
        return -EINVAL;
    }
    //申请完设备号之后，需要进行初始化。初始化cdev，让cdev与file_operations结构体挂钩
    cdev_init(&hello_cdev, &hello_drv);
    /*申请完设备号之后，需要进行
     *参数一 ： 要增加的cdev
     *参数二 ： 将主次设备号dev传入
     *参数三 ： 决定占用几个主次设备号，这里占2个主次设备号
     *返回值 ： 如果返回值不是0，表示错误
    */
    ret = cdev_add(&hello_cdev, dev, 2);
    //如果返回值不为0，打印错误
    if (ret)
    {
        //打印增加cdev失败
        printk(KERN_ERR "cdev_add() failed for hello\n");
        //返回无效参数
        return -EINVAL;
    }

/********  驱动卸载   ********/
/*
 *原来
*/
    //卸载驱动程序
    //第一个参数是主设备号，第二个是名字
    unregister_chrdev(major, "100ask_hello");
/*
 *现在
*/
    //删除cdev
    cdev_del(&hello_cdev);
    //将申请到的主次设备号空间释放
    unregister_chrdev_region(dev, 2);