使用cdev_add注册字符设备

在前面已经提到设备号有主设备号和次设备号，其中主设备号表示设备类 型，对应于确定的驱动程序，具备相同主设备号的设备之间共用同一个驱动程 序，而用次设备号来标识具体物理设备。因此在创建字符设备之前，必须先获 得设备的编号（可能需要分配多个设备号）。

在 Linux 2.6 的版本中，用 dev_t 类型来描述设备号（dev_t 是 32 位数值类型，其 中高 12 位表示主设备号，低 20 位表示次设备号）。用两个宏 MAJOR 和 MINOR 分别 获得 dev_t 设备号的主设备号和次设备号，而且用 MKDEV 宏来实现逆过程，即组合 主设备号和次设备号而获得 dev_t 类型设备号。

分配设备号有静态和动态的两种方法。静态分配(register_chrdev_region()函数)是 指在事先知道设备主设备号的情况下，通过参数函数指定第一个设备号（它的次设备 号通常为 0）而向系统申请分配一定数目的设备号。动态分配（alloc_chrdev_region()） 是指通过参数仅设置第一个次设备号（通常为 0，事先不会知道主设备号）和要分配 的设备数目而系统动态分配所需的设备号。通过 unregister_chrdev_region()函数释放已分配的（无论是静态的还是动态的）设 备号。

在Linux 2.6内核中的字符设备用cdev结构来描述，其定义如下：

struct cdev   
{  
    struct kobject kobj;  
    struct module *owner; //所属模块  
    const struct file_operations *ops; //文件操作结构  
    struct list_head list;  
    dev_t dev; //设备号，int 类型，高12位为主设备号，低20位为次设备号  
    unsigned int count;  
};  

下面一组函数用来对cdev结构进行操作：

struct cdev *cdev_alloc(void);//分配一个cdev  
void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);//初始化cdev的file_operation  
void cdev_put(struct cdev *p);// //减少使用计数  
//注册设备，通常发生在驱动模块的加载函数中  
int cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);   
//注销设备，通常发生在驱动模块的卸载函数中  
void cdev_del(struct cdev *);  

使用cdev_add注册字符设备前应该先调用register_chrdev_region或alloc_chrdev_region分配设备号。register_chrdev_region函数用于指定设备号的情况，alloc_chrdev_region函数用于动态申请设备号，系统自动返回没有占用的设备号。

int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name) ;  
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev,unsigned baseminor,unsigned count,const char *name); 
函数传入值
first：要分配的设备号的初始值
 count：要分配（释放）的设备号数目
 name：要申请设备号的设备名称（在/proc/devices 和 sysfs 中显示） 
dev：动态分配的第一个设备号
函数返回值
                成功：0（只限于两种注册函数）
                出错： 1（只限于两种注册函数）

alloc_chrdev_region申请一个动态主设备号，并申请一系列次设备号。baseminor为起始次设备号，count为次设备号的数量。注销设备号(cdev_del)后使用unregister_chrdev_region：

void unregister_chrdev_region(dev_t from,unsigned count) ; 
这里讲解 2.6 内核中的字符设备的注册和注销过程。
在 Linux 内核中使用 struct cdev 结构来描述字符设备，我们在驱动程序中必 须将已分配到的设备号以及设备操作接口（即为 struct file_operations 结构）赋予 struct cdev 结构变量。首先使用 cdev_alloc()函数向系统申请分配 struct cdev 结构， 再用 cdev_init()函数初始化已分配到的结构并与 file_operations 结构关联起来。最 后调用 cdev_add()函数将设备号与 struct  cdev 结构进行关联并向内核正式报告新 设备的注册，这样新设备可以被用起来了。
如果要从系统中删除一个设备，则要调用 cdev_del()函数。

例1.4  cdev_add注册字符设备实例

代码见光盘\src\1drivermodel\1-4cdev。核心代码如下所示：

struct file_operations simple_fops = {  
    .owner =    THIS_MODULE,  
    .read =     simple_read,  
    .write =    simple_write,  
    .open =     simple_open,  
    .release =  simple_release,  
};  
/*******************************************************  
                MODULE ROUTINE  
*******************************************************/  
void simple_cleanup_module(void)  
{  
    dev_t devno = MKDEV(simple_MAJOR, simple_MINOR);  
    if (simple_devices)   
    {  
        cdev_del(&simple_devices->cdev);  
        kfree(simple_devices);  
    }  
    unregister_chrdev_region(devno,1);  
}  
//模块初始化  
int simple_init_module(void)  
{  
    int result;  
    dev_t dev = 0;  
    dev = MKDEV(simple_MAJOR, simple_MINOR);  
    result = register_chrdev_region(dev, 1, "DEMO");//申请设备号  
    if (result < 0)   
    {  
        printk(KERN_WARNING "DEMO: can't get major %d\n", simple_MAJOR);  
        return result;  
    }  
    simple_devices = kmalloc(sizeof(struct simple_dev), GFP_KERNEL);  
    if (!simple_devices)  
    {  
        result = -ENOMEM;  
        goto fail;  
    }  
    memset(simple_devices, 0, sizeof(struct simple_dev));  
    //初始化设备结构  
    cdev_init(&simple_devices->cdev, &simple_fops);  
    simple_devices->cdev.owner = THIS_MODULE;  
    simple_devices->cdev.ops = &simple_fops;  
    result = cdev_add (&simple_devices->cdev, dev, 1);//添加字符设备  
    if(result)  
    {  
        printk(KERN_NOTICE "Error %d adding DEMO\n", result);  
        goto fail;  
    }  
    return 0;  
fail:  
    simple_cleanup_module();  
    return result;  
}  
module_init(simple_init_module);  
module_exit(simple_cleanup_module);  

本例的应用层代码与运行结果同上例。