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          嵌入式Linux主設備號和次設備號詳解

          作者: 時間:2018-05-22 來源:網絡 收藏

            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(qū)分不同種類的設備,而次設備號用來區(qū)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,如硬盤的主設備號是3。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201805/380282.htm

            一個字符設備或者塊設備都有一個主設備號和次設備號。主設備號和次設備號統稱為設備號。主設備號用來表示一個特定的驅動程序。次設備號用來表示使用該驅動程序的各設備。例如一個嵌入式系統,有兩個LED指示燈,LED燈需要獨立的打開或者關閉。那么,可以寫一個LED燈的字符設備驅動程序,可以將其主設備號注冊成5號設備,次設備號分別為1和2。這里,次設備號就分別表示兩個LED燈。

            設備文件通常都在 /dev 目錄下。如:

          1.jpg

            如上,前面第一個字符為c 的表示字符設備。在字符設備里,有主設備號和次設備號。如上1,4,7 分別是主設備號,0,1,3,7,70,71都是次設備號。一般的,主設備號標識出與設備關聯的設備驅動。如 /dev/null 和 /dev/full 由 1 號驅動來管理,/dev/vcs 和/dev/vcs1由 7 號驅動來管理,/dev/ttyS6 由 4 號驅動來管理。

            現在的 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。

            內核由次設備號確定當前所指向的是哪個設備。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的指針,或者使用次設備號作為一個設備本地數組的索引。但不論如何,內核自身幾乎不知道次設備號的什么事情。

            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 12 位用來表示主設備號,20 位用來表示次設備號。

            在 linux/types.h 頭文件里定義有

          2.jpg

            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)相與,得到設備號

            靜態(tài)分配設備號

            靜態(tài)分配設備號,就是驅動程序開發(fā)者,靜態(tài)地指定一個設備號。對于一部分常用的設備,內核開發(fā)者已經為其分配了設備號。這些設備號可以在內核源碼documentation/ devices.txt文件中找到。如果只有開發(fā)者自己使用這些設備驅動程序,那么其可以選擇一個尚未使用的設備號。在不添加新硬件的時候,這種方式不會產生設備號沖突。但是當添加新硬件時,則很可能造成設備號沖突,影響設備的使用。

            動態(tài)分配設備號

            由于靜態(tài)分配設備號存在沖突的問題,所以內核社區(qū)建議開發(fā)者使用動態(tài)分配設備號的方法。動態(tài)分配設備號的函數是alloc_chrdev_region()。



          關鍵詞: 嵌入式Linux

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