linux cdev init

cdev 是 Linux 内核中的一个设备驱动模型组件，用于表示字符设备。字符设备是一种按字节流进行数据传输的设备，如串口、键盘、鼠标等。cdev 结构体是 Linux 2.6 内核引入的设备驱动模型的一部分，它简化了字符设备驱动的注册和管理过程。

基础概念

cdev: 字符设备结构体，包含了设备的操作函数指针和其他管理信息。
cdev_init: 初始化 cdev 结构体的函数。
register_chrdev_region: 注册一个主设备号和一系列次设备号的函数。
cdev_add: 将 cdev 结构体添加到内核的设备列表中的函数。

类型

静态分配: 在编译时确定设备号。
动态分配: 在运行时通过内核请求一个空闲的设备号。

应用场景

串口通信: 如 RS-232 设备。
输入设备: 如键盘、鼠标。
控制台设备: 如终端模拟器。

示例代码

以下是一个简单的 cdev 初始化示例：

#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>

static struct cdev my_cdev;
static dev_t dev_num;

static int my_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    // 设备打开时的操作
    return 0;
}

static int my_release(struct inode *inode, struct file *file) {
    // 设备关闭时的操作
    return 0;
}

static struct file_operations fops = {
    .open = my_open,
    .release = my_release,
};

static int __init my_init(void) {
    int ret;

    // 动态分配设备号
    ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, "my_device");
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to allocate device number\n");
        return ret;
    }

    // 初始化 cdev
    cdev_init(&my_cdev, &fops);

    // 设置 cdev 的所有者
    my_cdev.owner = THIS_MODULE;

    // 将 cdev 添加到内核
    ret = cdev_add(&my_cdev, dev_num, 1);
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to add cdev\n");
        unregister_chrdev_region(dev_num, 1);
        return ret;
    }

    printk(KERN_INFO "Device registered with major number %d\n", MAJOR(dev_num));
    return 0;
}

static void __exit my_exit(void) {
    // 移除 cdev 并释放设备号
    cdev_del(&my_cdev);
    unregister_chrdev_region(dev_num, 1);
    printk(KERN_INFO "Device unregistered\n");
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple example of Linux cdev initialization");