Linux驅動開發之主設備號找驅動,次設備號找設備
一、引言
很久前接觸linux驅動就知道主設備號找驅動,次設備號找設備。這句到底怎么理解呢,如何在驅動中實現呢,在介紹該實現之前先看下內核中主次設備號的管理:
二、Linux內核主次設備號的管理
Linux的設備管理是和文件系統緊密結合的,各種設備都以文件的形式存放在/dev目錄下,稱為設備文件。應用程序可以打開、關閉和讀寫這些設備文件,完成對設備的操作,就像操作普通的數據文件一樣。為了管理這些設備,系統為設備編了號,每個設備號又分為主設備號和次設備號。主設備號用來區分不同種類的設備,而次設備號用來區分同一類型的多個設備。對于常用設備,Linux有約定俗成的編號,如終端類設備的主設備號是4。
設備號的內部表示
在內核中,dev_t 類型( 在 <linux/types.h>頭文件有定義 ) 用來表示設備號,包括主設備號和次設備號兩部分。對于 2.6.x內核,dev_t是個32位量,其中高12位用來表示主設備號,低20位用來表示次設備號。
在 linux/types.h 頭文件里定義有
typedef __kernel_dev_t dev_t;
typedef __u32 __kernel_dev_t;
主設備號和次設備號的獲取
為了寫出可移植的驅動程序,不能假定主設備號和次設備號的位數。不同的機型中,主設備號和次設備號的位數可能是不同的。應該使用MAJOR宏得到主設備號,使用MINOR宏來得到次設備號。下面是兩個宏的定義:(linux/kdev_t.h)
#define MINORBITS 20 /*次設備號*/
#define MINORMASK ((1U << MINORBITS) - 1) /*次設備號掩碼*/
#define MAJOR(dev) ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS)) /*dev右移20位得到主設備號*/
#define MINOR(dev) ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK)) /*與次設備掩碼與,得到次設備號*/
MAJOR宏將dev_t向右移動20位,得到主設備號;MINOR宏將dev_t的高12位清零,得到次設備號。相反,可以將主設備號和次設備號轉換為設備號類型(dev_t),使用宏MKDEV可以完成這個功能。
#define MKDEV(ma,mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi))
MKDEV宏將主設備號(ma)左移20位,然后與次設備號(mi)相或,得到設備號
三、主設備號找驅動、次設備號找設備的內核實現
Linux內核允許多個驅動共享一個主設備號,但更多的設備都遵循一個驅動對一個主設備號的原則。
內核維護著一個以主設備號為key的全局哈希表,而哈希表中數據部分則為與該主設備號設備對應的驅動程序(只有一個次設備)的指針或者多個同類設備驅動程序組成的數組的指針(設備共享主設備號)。根據所編寫的驅動程序,可以從內核那里得到一個直接指向設備驅動的指針,或者使用次設備號作為索引的數組來找到設備驅動程序。但無論哪種方式,內核自身幾乎不知道次設備號的什么事情。如下圖所示:
圖1:應用程序調用open時通過主次設備號找到相應驅動