在Linux驱动程序中,cdev、class和device都是用于实现设备驱动程序的重要结构体类型,它们有不同的职责,具体如下:
1 cdev
cdev(或称为字符设备)是一个表示字符设备的结构体,用来定义字符设备的主、次设备号以及提供读写等操作的函数接口。cdev通常需要注册到系统中,这样系统就能够识别并管理相应的字符设备了。
使用cdev需要调用register_chrdev_region()
函数申请主、次设备号,并通过cdev_init()
函数对cdev结构体进行初始化,然后调用cdev_add()
函数将其添加到内核中。
2 class
class表示一类设备的结构体,它可以包括多个具体设备,因此也被称为设备类。class结构体定义了用于创建该类设备的属性、设备列表以及其他管理该设备类所需的函数接口。例如,在创建device时,需要指定class,来确定新设备所属的类目。
使用class需要调用class_create()
函数创建一个组成该类的结构体,然后可以通过device_create()
函数创建具体的设备实例并将其注册到系统中。
3 device
device表示一个具体的设备结构体,通常代表着具体的硬件设备。device结构体中包含了设备的名称、属性、主、次设备号等重要信息。设备驱动程序通过对设备进行读写等操作来实现对硬件设备的控制。
使用device需要先创建对应的class结构体,然后调用device_create()
函数创建具体的设备实例,在注册该设备前也需要对其进行初始化。在设备不再使用时,需要调用device_destroy()
函数进行注销。当然,也可以通过class_create_device()
直接创建和注册设备。
总结
cdev、class和device都是Linux驱动程序中重要的结构体类型,分别代表了字符设备、设备类和具体设备实例,它们各自有不同的职责,但又相互关联,共同协作完成设备驱动程序的实现。因此,对于字符型设备,驱动程序结构通常如下
/* dtsxxx 设备结构体 */
struct dtsxxx_dev{
dev_t devid; /* 设备号 */
struct cdev cdev; /* cdev */
struct class *class; /* 类 */
struct device *device; /* 设备 */
int major; /* 主设备号 */
int minor; /* 次设备号 */
struct device_node *nd; /* 设备节点 */
};
...
/*
* @description : 驱动入口函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
static int __init xxx_init(void)
{
......
/* 获取设备树中的属性数据 */
......
/* 初始化 XXX */
......
/* 注册字符设备驱动 */
/* 1、创建设备号 */
if (dtsxxx.major) { /* 定义了设备号 */
dtsxxx.devid = MKDEV(dtsxxx.major, 0);
register_chrdev_region(dtsxxx.devid, DTSxxx_CNT,DTSxxx_NAME);
} else { /* 没有定义设备号 */
alloc_chrdev_region(&dtsxxx.devid, 0, DTSxxx_CNT,DTSxxx_NAME); /* 申请设备号 */
dtsxxx.major = MAJOR(dtsxxx.devid); /* 获取分配号的主设备号 */
dtsxxx.minor = MINOR(dtsxxx.devid); /* 获取分配号的次设备号 */
}
printk("dtsxxx major=%d,minor=%d\r\n",dtsxxx.major,dtsxxx.minor);
/* 2、初始化 cdev */
dtsxxx.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&dtsxxx.cdev, &dtsxxx_fops);
/* 3、添加一个 cdev */
cdev_add(&dtsxxx.cdev, dtsxxx.devid, DTSxxx_CNT);
/* 4、创建类 */
dtsxxx.class = class_create(THIS_MODULE, DTSxxx_NAME);
if (IS_ERR(dtsxxx.class)) {
return PTR_ERR(dtsxxx.class);
}
/* 5、创建设备 */
dtsxxx.device = device_create(dtsxxx.class, NULL, dtsxxx.devid,NULL, DTSxxx_NAME);
if (IS_ERR(dtsxxx.device)) {
return PTR_ERR(dtsxxx.device);
}
return 0;
}
/*
* @description : 驱动出口函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
static void __exit xxx_exit(void)
{
......
/* 注销字符设备驱动 */
cdev_del(&dtsxxx.cdev);/* 删除 cdev */
unregister_chrdev_region(dtsxxx.devid, DTSxxx_CNT);/*注销设备号*/
device_destroy(dtsxxx.class, dtsxxx.devid);
class_destroy(dtsxxx.class);
}
module_init(xxx_init);
module_exit(xxx_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("XXX");