29.使用register_chrdev_region()系列来注册字符设备

1.之前注册字符设备用的如下函数注册字符设备驱动：

register_chrdev(unsigned int major, const char *name,const struct file_operations *fops);

但其实这个函数是linux版本2.4之前的注册方式，它的原理是：

（1）确定一个主设备号

（2）构造一个file_operations结构体, 然后放在chrdevs数组中

（3）注册：register_chrdev

然后当读写字符设备的时候，就会根据主设备号从chrdevs数组中取出相应的结构体，并调用相应的处理函数。

它会有个很大的缺点:

每注册个字符设备,还会连续注册0~255个次设备号,使它们绑定在同一个file_operations操作方法结构体上,在大多数情况下,都只用极少的次设备号,所以会浪费很多资源.

2.所以在2.4版本后,内核里就加入了以下几个函数也可以来实现注册字符设备:

分为了静态注册(指定设备编号来注册)、动态分配(不指定设备编号来注册),以及有连续注册的次设备编号范围区间,避免了register_chrdev()浪费资源的缺点   

2.1: 

/*指定设备编号来静态注册一个字符设备*/int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name);　　 

from: 注册的指定起始设备编号,比如:MKDEV(100, 0),表示起始主设备号100, 起始次设备号为0

count:需要连续注册的次设备编号个数,比如: 起始次设备号为0,count=100,表示0~99的次设备号都要绑定在同一个file_operations操作方法结构体上

*name:字符设备名称

当返回值小于0,表示注册失败

2.2:

/*动态分配一个字符设备,注册成功并将分配到的主次设备号放入*dev里*/int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,const char *name);

*dev: 存放起始设备编号的指针,当注册成功, *dev就会等于分配到的起始设备编号,可以通过MAJOR()和MINNOR()函数来提取主次设备号

baseminor:次设备号基地址,也就是起始次设备号

count:需要连续注册的次设备编号个数,比如: 起始次设备号(baseminor)为0,baseminor=2,表示0~1的此设备号都要绑定在同一个file_operations操作方法结构体上

*name:字符设备名称

当返回值小于0,表示注册失败

2.3:  

 /*初始化cdev结构体,并将file_operations结构体放入cdev-> ops 里*/void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops);

其中cdev结构体的成员,如下所示:

struct cdev {  struct kobject kobj;     // 内嵌的kobject对象   struct module *owner;     //所属模块  const struct file_operations *ops;  //操作方法结构体  struct list_head list;  　　　　　　//与 cdev 对应的字符设备文件的 inode->i_devices 的链表头  dev_t dev;  　　　　　　　　　　　　　　//起始设备编号,可以通过MAJOR(),MINOR()来提取主次设备号  unsigned int count;    　　//连续注册的次设备号个数};

2.4: 

/*将cdev结构体添加到系统中,并将dev(注册好的设备编号)放入cdev-> dev里, count(次设备编号个数)放入cdev->count里*/int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count);

2.5:

/*将系统中的cdev结构体删除掉*/void cdev_del(struct cdev *p);

2.6: 

 /*注销字符设备*/void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count);

from: 注销的指定起始设备编号,比如:MKDEV(100, 0),表示起始主设备号100, 起始次设备号为0

count:需要连续注销的次设备编号个数,比如: 起始次设备号为0,baseminor=100,表示注销掉0~99的次设备号

3.接下来,我们便来写一个字符设备驱动

里面调用两次上面的函数,构造两个不同的file_operations操作结构体,

次设备号0~1对应第一个file_operations,

次设备号2~3对应第二个file_operations,

然后在/dev/下,通过次设备号（0~4）创建5个设备节点, 利用应用程序打开这5个文件，看有什么现象

3.1 驱动代码如下:

#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/init.h>#include <linux/delay.h>#include <asm/irq.h>#include <asm/arch/regs-gpio.h>#include <asm/hardware.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/io.h>#include <linux/list.h>#include <linux/cdev.h>static int hello_fops1_open(struct inode *inode, struct file *file){ printk("open_hello1!!!\n"); return 0;} static int hello_fops2_open (struct inode *inode, struct file *file){ printk("open_hello2!!!\n"); return 0;} /* 操作结构体1 */static struct file_operations hello1_fops={  .owner=THIS_MODULE,  .open =hello_fops1_open,}; /* 操作结构体2 */static struct file_operations hello2_fops={  .owner=THIS_MODULE,  .open =hello_fops2_open,}; static int major;         //主设备static struct cdev hello1_cdev;  //保存 hello1_fops操作结构体的字符设备 static struct cdev hello2_cdev;   //保存 hello2_fops操作结构体的字符设备 static struct class *cls;static int chrdev_ragion_init(void){  dev_t devid;  alloc_chrdev_region(&devid, 0, 4,"hello"); //动态分配字符设备: (major,0) (major,1) (major,2) (major,3)  major=MAJOR(devid);  cdev_init(&hello1_cdev, &hello1_fops);  cdev_add(&hello1_cdev, MKDEV(major,0), 2);   //(major,0) (major,1)  cdev_init(&hello2_cdev, &hello2_fops);  cdev_add(&hello2_cdev,MKDEV(major,2), 2);   //(major,2) (major,3)    cls=class_create(THIS_MODULE, "hello");  /*创建字符设备节点*/  class_device_create(cls,0, MKDEV(major,0), 0, "hello0"); //对应hello_fops1操作结构体  class_device_create(cls,0, MKDEV(major,1), 0, "hello1"); //对应hello_fops1操作结构体  class_device_create(cls,0, MKDEV(major,2), 0, "hello2"); //对应hello_fops2操作结构体  class_device_create(cls,0, MKDEV(major,3), 0, "hello3"); //对应hello_fops2操作结构体  class_device_create(cls,0, MKDEV(major,4), 0, "hello4"); //对应空  return 0;}void chrdev_ragion_exit(void){ class_device_destroy(cls, MKDEV(major,4)); class_device_destroy(cls, MKDEV(major,3)); class_device_destroy(cls, MKDEV(major,2)); class_device_destroy(cls, MKDEV(major,1)); class_device_destroy(cls, MKDEV(major,0)); class_destroy(cls); cdev_del(&hello1_cdev);  cdev_del(&hello2_cdev); unregister_chrdev_region(MKDEV(major,0), 4);  //注销(major,0)~(major,3)} module_init(chrdev_ragion_init);module_exit(chrdev_ragion_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

3.2 测试代码如下所示:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>void print_useg(char arg[])　　　　//打印使用帮助信息{   printf("useg: \n");   printf("%s [dev]\n",arg);}int main(int argc,char **argv){ int fd; if(argc!=2) {  print_useg(argv[0]);  return -1; } fd=open(argv[1],O_RDWR); if(fd<0)  printf("can't open %s \n",argv[1]); else  printf("can open %s \n",argv[1]); return 0;}

4.运行测试:

如下图,挂载驱动后,通过 ls /dev/hello* -l ,看到创建了5个字符设备节点

接下来开始测试驱动,如下图所示,

打开/dev/hello0时,调用的是驱动代码的操作结构体hello1_fops里的.open(),

打开/dev/hello2时,调用的是驱动代码的操作结构体hello1_fops里的.open(),

打开/dev/hello4时,打开无效,因为在驱动代码里没有分配次设备号4的操作结构体,

总结:

　　使用register_chrdev_region()等函数来注册字符设备,里面可以存放多个不同的file_oprations操作结构体,实现各种不同的功能

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原标题：29.使用register_chrdev_region()系列来注册字符设备

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