Linux cdev如何进行设备初始化 - 问答

在Linux中，cdev（字符设备）是内核用于管理I/O设备的一种机制。设备初始化主要涉及创建一个cdev结构体，并将其注册到内核中。以下是一个简单的步骤指南，帮助你进行设备初始化：

定义设备号：首先，你需要为你的设备分配一个设备号。这通常通过register_chrdev_region函数完成。

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

static int major;
static struct class *my_class;

static int __init my_cdev_init(void) {
    major = register_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1, "my_device", NULL);
    if (major < 0) {
        printk(KERN_ERR "register_chrdev_region failed with error %d\n", major);
        return major;
    }

    my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_device_class");
    if (!my_class) {
        unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);
        printk(KERN_ERR "class_create failed\n");
        return -1;
    }

    // 设备初始化代码将在这里添加

    return 0;
}

static void __exit my_cdev_exit(void) {
    class_destroy(my_class);
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);
}

module_init(my_cdev_init);
module_exit(my_cdev_exit);

创建设备文件节点：接下来，你需要在内核中创建设备文件节点。这可以通过cdev_add函数完成。

#include <linux/cdev.h>

static struct cdev my_cdev;

static int __init my_cdev_init(void) {
    // ...（省略了之前的代码）

    if (cdev_add(&my_cdev, MKDEV(major, 0), 1) < 0) {
        printk(KERN_ERR "cdev_add failed\n");
        return -1;
    }

    // 设备初始化代码将在这里添加

    return 0;
}

注意：cdev_add函数会自动为你的设备创建一个设备文件节点（例如/dev/my_device），你不需要手动创建它。

实现设备操作：为了与用户空间进行交互，你需要实现一些设备操作函数，如open、close、read、write等。这些函数将被内核调用，以处理与设备的交互。

#include <linux/fs.h>
#include <linux/dcache.h>
#include <linux/path.h>
#include <linux/namei.h>

static int my_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    // 设备打开时的处理代码
    return 0;
}

static int my_release(struct inode *inode, struct file *file) {
    // 设备关闭时的处理代码
    return 0;
}

static ssize_t my_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) {
    // 设备读取时的处理代码
    return count;
}

static ssize_t my_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) {
    // 设备写入时的处理代码
    return count;
}

static const struct file_operations my_fops = {
    .open = my_open,
    .release = my_release,
    .read = my_read,
    .write = my_write,
};

将设备操作与设备文件节点关联：最后，你需要将设备操作与设备文件节点关联起来。这可以通过cdev_set_fops函数完成。

static int __init my_cdev_init(void) {
    // ...（省略了之前的代码）

    cdev_set_fops(&my_cdev, &my_fops);

    return 0;
}

现在，你已经完成了设备的初始化工作。当模块被加载到内核时，设备文件节点将自动创建，并且用户空间可以通过/dev/my_device访问你的设备。

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