Linux分为内核态和用户态
实则就是分为了用户操作空间和内核操作空间
Linux驱动开发分为两种，可以将驱动编译到内核kernel中即image，或者module中，即.ko文件，内核文件编译比较繁杂，通常编译到.ko文件中
//在工程文件中查找module_init()函数，可以看见很多模块都是在里面
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("You");
MODULE_DESCRIPTION("Simple test character device module");static int __init mymodule_init(void){ printk("mymodule_init\n"); return 0;}static void __exit mymodule_exit(void){ printk("mymodule_exit\n");}
/*
* 模块的出口与入口函数
*/
module_init(mymodule_init);
module_exit(mymodule_exit);
这是一个最简单的字符串设备的驱动注册程序，这个代码的编写并没有难度，完全按照Linux官方的格式编写。难点在于这个程序的编译，Linux的编译多数使用Makefile文件，发展到今天已经形成了标准化的格式。对于模块驱动(.ko)的编译也不例外，使用标准格式即可。以下是Makefile文件的编写
KERNEL := /home/pro/prj/k230_linux_sdk/output/k230_canmv_lckfb_defconfig/build/linux-7d4e1f444f461dbe3833bd99a4640e7b6c2cd529
INC := /opt/toolchain/Xuantie-900-gcc-linux-6.6.0-glibc-x86_64-V3.0.2/include
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := mymodule.o
# Cross-compiler prefix (no trailing gcc) — used by kernel build system
CROSS_COMPILE := /opt/toolchain/Xuantie-900-gcc-linux-6.6.0-glibc-x86_64-V3.0.2/bin/riscv64-unknown-linux-gnu-
# Target architecture
ARCH ?= riscvbuild: kernel_moduleskernel_modules:
$(MAKE) -C $(KERNEL) M=$(CURRENT_PATH) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) modulesclean:
$(MAKE) -C $(KERNEL),$(INC) M=$(CURRENT_PATH) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) clean
字符串设备
注册设备我们需要使用一个函数register_chrdev，并且在卸载设备的时候也需要先注销一个注册的设备使用函数unregister_chrdev。
register_chrdev函数用于注册字符设备，此函数一共有三个参数，这三个参数的含义如下：
- major：主设备号，Linux下每个设备都有一个设备号，设备号分为主设备号和次设备号两 部分，关于设备号后面会详细讲解。
- name：设备名字，指向一串字符串。
- fops：结构体file_operations类型指针，指向设备的操作函数集合变量。
unregister_chrdev函数用户注销字符设备，此函数有两个参数，这两个参数含义如下： - major：要注销的设备对应的主设备号。
- name：要注销的设备对应的设备名。
//设备号的原始类型，即一个无符号的32位整型
typedef u32 __kernel_dev_t;typedef __kernel_fd_set fd_set;
typedef __kernel_dev_t dev_t;
Linux内核将设备号分为两类，主设备号和次设备号，故主设备号会占用高12位，次设备号占用低20位。
register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops);
unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name);
这两个函数的注册方式在现在看来过于片面，可以在第一个参数中看出，在注册设备时只能填写major，但在一个设备注册时应该有主设备和次设备号互相作用的。这样就导致了注册到一个MAJOR时会直接忽略掉次设备号的全部字段， 2^12 = 4096个设备号被浪费。
const struct file_operations
这是Linux设备的属性结构体，其中定义了许多设备功能，就比如一个设备只有在注册的时候拥有open、close、read和write等等，这样在C语言中调用open函数这些函数时才有效。在内核文件Linux/include/fs.h中有着完整的结构体定义。
struct file_operations {
struct module *owner;
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);
ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);
int (*iopoll)(struct kiocb *kiocb, struct io_comp_batch *,
unsigned int flags);
int (*iterate_shared) (struct file *, struct dir_context *);
__poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
unsigned long mmap_supported_flags;
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);
int (*fasync) (int, struct file *, int);
int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);
unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
int (*check_flags)(int);
int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);
ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int);
ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int);
void (*splice_eof)(struct file *file);
int (*setlease)(struct file *, int, struct file_lock **, void **);
long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset,
loff_t len);
void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f);
#ifndef CONFIG_MMU
unsigned (*mmap_capabilities)(struct file *);
#endif
ssize_t (*copy_file_range)(struct file *, loff_t, struct file *,
loff_t, size_t, unsigned int);
loff_t (*remap_file_range)(struct file *file_in, loff_t pos_in,
struct file *file_out, loff_t pos_out,
loff_t len, unsigned int remap_flags);
int (*fadvise)(struct file *, loff_t, loff_t, int);
int (*uring_cmd)(struct io_uring_cmd *ioucmd, unsigned int issue_flags);
int (*uring_cmd_iopoll)(struct io_uring_cmd *, struct io_comp_batch *,
unsigned int poll_flags);
} __randomize_layout;
字符设备驱动的函数实现
上面了解到一个字符串设备是否有功能，完全取决于动作结构体的实现。