Linux Char-Driver （字符驱动 摘要）(一)

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环境说明

  无

前言

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  无

Linux 系统运行时，文件系统与驱动的前世今生

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  在Linux系统中，一切皆文件．所以在Linux中，设备也被作为一种文件来操作．而实现这些操作的，就叫做设备驱动．在Linux中，设备被分为三类:

• 字符设备（如，鼠标，键盘＝＝）
• 块设备（如硬盘）
• 网络设备（这里指网络接口，如常见的eth0,wlan0,lo）

  我们都知道，Linux一切皆文件，且，Linux具有两个空间－－用户与内核．那么具体到用户态的表现就是，我们Open某个设备后，我们就会得到一个在系统中唯一的文件描述符号fd.我们所有关于设备的操作，都是以fd为依据进行操作．那么我们来看一个字符驱动在的调用过程．

1. 当我们在用户态执行到open("/dev/xxx-device",mode,flag)函数时．
2. 文件系统会到系统中找一个与设备文件（例子中的/dev/xxx-device）对应的inode结构体，同时在一个设备表中去查到对应设备号i_rdev的struct cdev 地址赋值给i_cdev.

struct inode{
		dev_t i_rdev; //设备编号
		umode_t i_mode;//设备类型
		struct cdev *i_cdev; //cdev 指向设备的内核的内部驱动结构
		......
		};
// 内核中的struct cdev
struct cdev
{
  struct kobject kobj;//内嵌的kobject对象
  struct module *owner;//所属模块
  struct file_operations *ops;//文件操作结构体
  struct list_head list;
  dev_t dev;//设备号,长度为32位，其中高12为主设备号，低20位为此设备号
  unsigned int count;
};

1. 找到了设备文件对应的inode后，文件系统将会建立file结构体．并初始化其中的变量，其中最重要的，也是我们写驱动将会用到的是f_op变量的值，这个就是我们驱动中的 struct file_operations 变量的地址．也就是为了使用这个地址，能够调用到我们在驱动中提供的操作设备的一些基本调用．

 struct file{

  mode_t fmode; //文件模式，如FMODE_READ，FMODE_WRITE

  ......

  loff_t f_pos; //loff_t 是一个64位的数，需要时，须强制转换为32位

  unsigned int f_flags; //文件标志，如：O_NONBLOCK

 struct file_operations *f_op;

 void *private_data; //非常重要，用于存放转换后的设备描述结构指针

 .......

 };

1. 当以上的所有流程走完，那么我们就可以操作设备了．别如read(),write,ioctl()等等

  以上就是Linux中，驱动与文件系统的故事，只有了解了这些，我们才能够知道我们为何要用那样的方式，结构，架构等等去写Linux的驱动．

后记

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  友情提示：我们在用户态操作设备，而驱动在内核态，是两个不同的地址空间．所以我们在用户态的一系列函数(如open(),read(),write(),ioctl()等等)都会被翻译为内核空间中对应的系统调用去执行．而不是直接执行的操作．想详细了解，可自行搜索关键字:Linux 系统调用

参考文献

• 无

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