linux设备驱动程序——字符设备驱动程序

在Linux操作系统下有3类主要的设备文件类型：块设备、字符设备和网络设备。这种分类方法可以将控制输入/输出设备的驱动程序与其他操作系统软件分离开来。字符设备是指存取时没有缓存的设备。典型的字符设备包括鼠标、键盘、串行口等。
字符设备与块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般紧接着发生。块设备则不然，它利用一块系统内存作为缓冲区，若用户进程对设备的请求能满足用户的要求，就返回请求的数据；否则，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备主要是针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间用来等待。网络设备可以通过BSD套接口访问数据。
一.主设备号和次设备号
主设备号标识设备对应的驱动程序；次设备号由内核使用，用于正确确定设备文件所指的设备。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，也可将次设备号当作设备本地数组的索引，不管用哪种方式，除了知道次设备号用来指向驱动程序所实现的设备之外，内核本身基本上不关心关于次设备号的任何其他消息。
◎设备编号的内部表达
内核用dev_t类型（<linux/types.h>）来保存设备编号，dev_t是一个32位的数，12位表示主设备号，20位表示次设备号。
在实际使用中，是通过<linux/kdev_t.h>中定义的宏来转换格式。
 (dev_t)-->主设备号、次设备号       MAJOR(dev_t dev)     MINOR(dev_t dev)
 主设备号、次设备号-->(dev_t)       MKDEV(int major,int minor) 
◎分配和释放设备编号
建立一个字符设备之前，驱动程序首先要做的事情就是获得设备编号。其这主要函数在<linux/fs.h>中声明：
int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count,char *name);   //指定设备编号
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,unsigned int count, char *name);   //动态生成设备编号
void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);      //释放设备编号 
分配之设备号的最佳方式是：默认采用动态分配，同时保留在加载甚至是编译时指定主设备号的余地。
◎动态分配主设备号
    某些主设备号已经静态地分配给了大部分公用设备。在内核源码树的Documentation/device.txt