linux驱动开发--字符设备：简单的file_operations示例

字符设备结构struct cdev

内核使用该结构来表示一个字符设备，在<linux/cdev.h>中定义。
重要成员：

struct kobject kobj;//设备对象
struct module *owner;//该设备的拥有者驱动模块
struct file_operations *ops;//设备操作集合
struct list_head list;//内核维护的字符设备链表成员
dev_t dev;//字符设备号
unsigned int count;//设备个数

文件结构 struct file
代表打开的设备文件，在<linux/fs.h>中定义。
重要成员：

const struct file_operatios *f_ops;//可以在该文件上执行的所有操作的结合
unsigned int flags;//文件被打开时传递的标志
loff_t f_ops;//文件读写位置
void *private_data;//文件私有数据

inode结构 struct inode
用于记录文件物理信息，不同于struct file
一个文件可以对应多个file结构，但是只有一个inode结构。
在<linux/fs.h>中定义
重要成员：

dev_t i_rdev;//设备对应的设备号
struct cdev *i_cdev;//字符设备结构体

文件操作结构struct file_operations
实际是一个函数指针的集合，这些函数定义了能够对设备进行的操作
这些指针指向驱动中的函数，每个函数完成一个特别的操作，不支持的操作指针留空
在<linux/fs.h>中定义

初始化cdev
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops);
cdev:待初始化的cdev对象
fops:可以在设备上执行的操作函数集合
添加cdev
int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count);
cdev:待 添加到内核的cdev对象
dev:设备号
count:待添加的设备个数
返回：成功返回0，失败返回负值
删除cdev
void cdev_del(struct cdev *cdev);
cdev:待从内核删除的cdev对象

/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名称: char_device_driver04.c
*文件标识: 字符设备驱动 ：简单的file_operations示例；完善file_operations结构体中的函数指针
*
*当前版本：1.0
*作者：wuyq
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-27
*/
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
#define CDD_MAJOR	200//cat /proc/devices找一个尚未使用的
#define CDD_MINOR	0
#define CDD_COUNT	1
dev_t dev = 0;
u32 cdd_major = 0;
u32 cdd_minor = 0;
/*定义cdev类型的变量*/
struct cdev cdd_cdev;

int cdd_open(struct inode* inode, struct file *filp)
{
	printk("enter cdd_open!\n");
	return 0;
}

int cdd_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
	printk("enter cdd_read!\n");
	return 0;
}

int cdd_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
	printk("enter cdd_write!\n");
	return 0;
}

int cdd_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long data)
{
	printk("enter cdd_ioctl!\n");
	return 0;
}

int cdd_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	printk("enter cdd_release!\n");
	return 0;
}

struct file_operations cdd_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = cdd_open,
	.read = cdd_read,
	.write = cdd_write,
	.ioctl = cdd_ioctl,
	.release = cdd_release,
	};

int __init cdd_init(void)
{
	int ret = 0;
	if(cdd_major){
		dev = MKDEV(CDD_MAJOR, CDD_MINOR);//生成设备号
		//注册设备号;1、要注册的起始设备号2、连续注册的设备号个数3、名字
		ret = register_chrdev_region(dev, CDD_COUNT, "cdd_demo");
	}else{
		// 动态分配设备号
		ret = alloc_chrdev_region(&dev, cdd_minor, CDD_COUNT, "cdd_demo02");
	}

	if(ret < 0){
		printk("register_chrdev_region failed!\n");
		goto failure_register_chrdev;
	}
	//获取主设备号
	cdd_major = MAJOR(dev);
	printk("cdd_major = %d\n", cdd_major);

	/*初始化cdev*/
	cdev_init(&cdd_cdev, &cdd_fops);
	/*添加cdev到内核*/
	ret = cdev_add(&cdd_cdev, dev, CDD_COUNT);
	if(ret < 0){
		printk("cdev_add failed!\n");
		goto failure_cdev_add;
	}

	return 0;
failure_cdev_add:
	unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);
failure_register_chrdev:
	return ret;
}

void __exit cdd_exit(void)
{
/*逆序消除*/
	//从内核中删除cdev
	cdev_del(&cdd_cdev);

	//注销设备号
	unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);
}	

module_init(cdd_init);
module_exit(cdd_exit);

/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名称: char_device_driver04_test.c
*文件标识: 测试程序
*
*当前版本：1.0
*作者：wuyq
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-27
*/
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
/*手工创建设备节点文件
mknod /dev/cdd c 248 0
*/
int fd = 0;
char buf[10];

int main()
{
	char ch;

	fd = open("/dev/cdd", O_RDWR);
	if(fd < 0){
		printf("open failed!\n");
		return -1;
	}
	printf("open successed fd = %d\n", fd);
	while(1)
	{
		printf("starting to test /dev/cdd...\n");
		ch = getchar();
		getchar();//取走回车
		if(ch == 'q'){
			break;
		}
		switch(ch){
			case 'r':
				read(fd, buf, 0);
				break;
			case 'w':
				write(fd, buf, 0);
				break;
			case 'o':
				ioctl(fd, 0, 0);
				break;
			default:
				break;
		}
		sleep(1);
	}

	close(fd);
	return 0;
}