Linux设备驱动程序 之 主次设备号

主设备号和次设备号

对字符设备的访问是通过文件系统内的设备名称进行的,这些名称被称为特殊文件、设备文件、或者简单称之为文件系统树的节点,它们通常位于/dev目录。字符设备驱动程序的设备文件可以通过ls -l命令输出的第一列中的c字符来识别,块设备也出现在/dev下,但它们由字符b来标识;

通过执行ls -l 命令,可以看到在修改日期之前,有两个用逗号分隔的数字,分别为主设备号和次设备号。

主设备号标识设备对应的驱动程序;linux设备内核允许多个驱动程序共享主设备号;

次设备号由内核使用,用用户正确确定设备文件所指的设备。依赖驱动程序的编写方式,我们可以通过次设备号获得一个指向内核设备的直接指针,也可以将次设备号当做设备本地数组的索引。不管哪种方式,除了知道次设备号用来指向驱动程序所实现的设备之外,内核本身不关心关于此设备号的其他信息;

 

设备编号的内部表达

内核中,dev_t类型(位于<linux/types.h>)用来保存设备编号,包括主设备号和次设备号;

可见dev_t类型是个32位的无符号整数,其中12位用来表示主设备号,其余20位表示次设备号;我们不应该对设备编号的组织做假定,而应该始终使用如下两个宏(位于linux/kdev_t.h)来获取主次设备号;

如果需要将主次设备号转换成dev_t类型,则使用下面宏(位于linux/kdev_t.h):

分配和释放设备编号

指定范围分配编号:

在建立一个字符设备之前,我们的驱动程序首先要做的事情就是获取一个或者多个设备编号,完成该工作的必要函数是register_chrdev_region,该函数在<linux/fs.h>中声明:

参数from标识要分配的设备号范围的起始值,次设备号经常设置为0,但对该函数不是必须的;

参数count标识分配设备号的个数,如果count非常大,则所请求的范围可能和下一个主设备号重叠,但是只要我们所请求的编号范围是可用的,则不会带来问题;

参数name是和该编号范围关联的设备名称,它将出现在/proc/devices和sysfs中;

动态分配设备编号:

在不知道要分配的设备号的时候,可以使用动态分配的方式,函数如下:

参数dev是仅用于输出的参数,在成功完成调用后将保存已分配范围的第一个编号;

参数baseminor是要使用的被请求的第一个次设备号,通常是0;

参数count标识分配设备号的个数;

参数name是和该编号范围关联的设备名称;

始终使用动态分配设备编号:

对于新的驱动程序,强烈建议不要随便选择一个当前设备未使用的设备号作为主设备号,而应该使用动态分配机制获取主设备号;驱动程序应该使用使用alloc_chrdev_region而不是register_chrdev_region函数;

动态分配的缺点:由于分配的主设备号不能始终保持一致,素以无法预先创建设备节点;对于驱动程序的一般做法是,为了加载一个使用动态主设备号的设备驱动程序,对insmod的调用可替换成一个简单的脚本,该脚本在调用insmod之后读取/proc/devices以获得新分配的主设备号,然后创建对应的设备文件;

释放设备编号:

在不使用设备编号的时候需要进行释放,函数如下:

 

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