驱动:学习Linux内核如何用宏来操作设备号

本文介绍了Linux内核中如何使用宏来操作设备号,包括设备号的结构,主设备号和次设备号的概念。通过MAJOR、MINOR和MKDEV宏,详细解释了如何从设备号中提取主设备号和次设备号,以及如何组合成新的设备号,强调了这种方法的可移植性和可读性。

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1.设备号,主设备号,次设备号
主设备号:应用程序根据设备文件的主设备号,到这个内核的一个大数组中找到在内核中找到唯一驱动程序。
次设备号:应用程序根据主设备号找到驱动程序,驱动根据次设备号找到对应的唯一的硬件外设。
设备号:同时包含了主设备号和次设备号,它的数据类型为:dev_t(unsigned int)

typedef __kernel_dev_t  dev_t;
typedef __u32 __ kernel_dev_t;
typedef unsigned int __u32;

而设备号的高12位保存着主设备的值;
低20位保存着次设备号的值。
在这里插入图片描述
所以,操作设备号必然用到位运算,接下来看看内核是怎么做的:

2.操作设备号
设备号=MKDEV(已知的主设备号,已知的次设备号)
主设备号=MAJOR(已知的设备号)
次设备号=MINOR(已知的设备号)

#define MINORBITS	20
#define MINORMASK	((1U << MINORBITS) - 1)

#define MAJOR(dev)	((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS))
#define MINOR(dev)	((unsigned int) ((dev) & MINORMASK))
#define MKDEV(ma,mi)	(((ma) << MINORBITS) | (mi))

2.1 MAJOR
主设备号=MAJOR(已知的设备号),因为设备号的高12位存储主设备号,所以在已知设备号的前提下,只需将设备号右移20位(#define MINORBITS 20),即可得到主设备号:
在这里插入图片描述
2.2 MINOR
次设备号=MINOR(已知的设备号),因为设备号的低20位存储次设备号,所以在已知设备号的前提下,只需将设备号的高12位置0即可,可以将设备号按位与一个高12位为0,低20位为1的U32类型的数,它就是 MINORMASK:
在这里插入图片描述
接下来将设备号按位与 MINORMASK即可:
在这里插入图片描述
2.3 MKDEV
次设备号=MINOR(已知的设备号),这个更好理解,设备号的高12位存储主设备号,低20位存储次设备号,现在已知主设备号和次设备号,只需将主设备号左移20位,再按位与次设备号即可:
在这里插入图片描述
总结:内核使用宏来操作设备号,方法可移植性强,可读性强,在日后开发应该多多学习。

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