linux设备驱动（三）。设备的申请 文章相关源代码

在Linux系统中，设备驱动是操作系统与硬件之间的重要桥梁，它允许操作系统控制和通信硬件设备。本篇文章将深入探讨Linux设备驱动的第三个关键概念：设备的申请。在Linux内核中，设备的申请过程是设备驱动程序初始化的一部分，用于确保设备资源的正确分配和初始化。 我们来看“设备”的概念。在Linux中，设备被抽象为特殊的文件，位于/dev目录下。这些文件代表了硬件设备或者虚拟设备，用户或应用程序通过读写这些文件来与设备交互。设备分为字符设备和块设备两种类型，前者通常是流式传输数据，如键盘、串口；后者支持随机存取，如硬盘、内存设备。 设备的申请通常涉及到以下几个关键步骤： 1. **注册设备类**：驱动程序首先需要注册一个设备类，这是设备的逻辑分类，例如字符设备类或块设备类。注册函数通常是`device_class_register()`。 2. **分配设备号**：每个设备都有一个唯一的设备号，由主设备号和次设备号组成。对于块设备和字符设备，分别使用`register_blkdev()`和`register_chrdev()`函数进行分配。设备号是访问设备时的标识符，确保设备的唯一性。 3. **定义设备结构体**：创建并填充`struct device`结构体实例，它包含了设备的各种属性，如设备名称、父设备等。`device_create()`函数用于创建这个结构体实例。 4. **设备文件创建**：使用`device_create_file()`函数为设备添加设备节点到/dev目录下，这使得用户空间可以访问该设备。 5. **初始化设备操作结构体**：驱动程序需要定义一组操作函数，这些函数在设备被打开、关闭、读写时会被调用。这些函数指针集合在`struct file_operations`结构体中定义。 6. **注册设备驱动**：驱动程序会调用`register_driver()`或`driver_register()`函数将设备驱动注册到内核。这样，内核就知道了如何处理与该设备相关的I/O请求。 在文章提供的源代码中，我们可以看到这些步骤的具体实现。例如，`5th.c`可能包含了设备驱动的注册和设备号分配，`3rd.c`可能涉及设备结构体的定义和设备文件的创建，`1st.c`可能是设备操作函数的定义，`4th.c`和`2nd.c`可能分别对应了设备驱动的初始化和注册过程。 理解并掌握设备的申请流程对编写Linux设备驱动至关重要，因为这是驱动程序与硬件设备建立联系的第一步。通过对设备的申请，驱动程序能够正确地与硬件交互，提供服务给上层的应用程序。在实际开发中，需要根据具体硬件特性灵活运用这些知识，确保驱动程序的稳定性和效率。同时，还需要注意设备的释放和卸载，以避免资源泄漏和系统稳定性问题。