1. 主次設備號應用
在linux系統中，未使用devfs時，驅動程序的添加通常需要為其分配一個主設備號。這一過程應在驅動程序初始化階段完成，具體通過`register_chrdev`函數實現，該函數定義在`fs.h>`中，如下所示：
int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, struct file_operations *fops);
該函數返回值指示操作結果：負值表示錯誤，零或正值表示成功。major參數是所需的主設備號，name是設備的名稱，會在/proc/devices中顯示，fops是一個指向函數隊列的指針，用於設備操作函數的調用。
主設備號是一個整數，用於標識靜態字元設備組，選擇合適的主設備號會在後續章節詳細討論。早期的2.0內核支持128個設備驅動，而2.2和2.4內核擴展到了256個（保留0和255給未來），但次版本號（8位）不在register_chrdev函數中傳遞，由驅動程序自用。隨著內核擴展，2.5版本的目標是至少支持16位設備號。
設備驅動注冊後，其操作與分配的主設備號緊密關聯。內核通過file_operations結構體，根據設備的主設備號查找並調用相應的驅動函數。因此，傳遞給register_chrdev的指針應該是指向全局驅動結構體，而非局部模塊初始化函數。
為了請求設備驅動，程序需要一個名字，這個名字會與設備的主設備號和次設備號組合形成/dev目錄下的節點。創建設備節點的命令是mknod，需以超級用戶許可權執行，例如：
mknod /dev/scull0 c 254 0
這創建了一個字元設備，主設備號為254，次設備號為0。次設備號通常在0-255范圍內，但由於歷史原因，目前仍存在8位限制。
值得注意的是，一旦使用mknod創建的設備文件，除非明確刪除，否則會永久保留在硬碟上。要刪除如上例子中的設備，可以使用rm命令：
rm /dev/scull0
2. 如何手動創建一個設備節點，寫出主要命令及參數
Linux下生成驅動設備節點文件的方法有3個：1、手動mknod；2、利用devfs；3、利用udev
在剛開始寫Linux設備驅動程序的時候，很多時候都是利用mknod命令手動創建設備節點，實際上Linux內核為我們提供了一組函數，可以用來在模塊載入的時候自動在/dev目錄下創建相應設備節點，並在卸載模塊時刪除該節點。
在2.6.17以前，在/dev目錄下生成設備文件很容易，
devfs_mk_bdev
devfs_mk_cdev
devfs_mk_symlink
devfs_mk_dir
devfs_remove
這幾個是純devfs的api，2.6.17以前可用，但後來devfs被sysfs+udev的形式取代，同時期sysfs文件系統可以用的api：
class_device_create_file，在2.6.26以後也不行了，現在，使用的是device_create ，從2.6.18開始可用
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
dev_t devt, const char *fmt, ...)
從2.6.26起又多了一個參數drvdata： the data to be added to the device for callbacks
不會用可以給此參數賦NULL
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
下面著重講解第三種方法udev
在驅動用加入對udev的支持主要做的就是：在驅動初始化的代碼里調用class_create(...)為該設備創建一個class，再為每個設備調用device_create(...)( 在2.6較早的內核中用class_device_create)創建對應的設備。
內核中定義的struct class結構體，顧名思義，一個struct class結構體類型變數對應一個類，內核同時提供了class_create(…)函數，可以用它來創建一個類，這個類存放於sysfs下面，一旦創建好了這個類，再調用 device_create(…)函數來在/dev目錄下創建相應的設備節點。這樣，載入模塊的時候，用戶空間中的udev會自動響應 device_create(…)函數，去/sysfs下尋找對應的類從而創建設備節點。
struct class和class_create(…) 以及device_create(…)都包含在在/include/linux/device.h中，使用的時候一定要包含這個頭文件，否則編譯器會報錯。
struct class定義在頭文件include/linux/device.h中
class_create(…)在/drivers/base/class.c中實現
device_create(…)函數在/drivers/base/core.c中實現
class_destroy(...),device_destroy(...)也在/drivers/base/core.c中實現調用過程類似如下：
static struct class *spidev_class;
/*-------------------------------------------------------------------------*/
static int __devinit spidev_probe(struct spi_device *spi)
{
....
dev =device_create(spidev_class, &spi->dev, spidev->devt,
spidev, "spidev%d.%d",
spi->master->bus_num, spi->chip_select);
...
}
static int __devexit spidev_remove(struct spi_device *spi)
{
......
device_destroy(spidev_class, spidev->devt);
.....
return 0;
}
static struct spi_driver spidev_spi = {
.driver = {
.name = "spidev",
.owner = THIS_MODULE,
},
.probe = spidev_probe,
.remove = __devexit_p(spidev_remove),
};
/*-------------------------------------------------------------------------*/
static int __init spidev_init(void)
{
....
spidev_class =class_create(THIS_MODULE, "spidev");
if (IS_ERR(spidev_class)) {
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, spidev_spi.driver.name);
return PTR_ERR(spidev_class);
}
....
}
mole_init(spidev_init);
static void __exit spidev_exit(void)
{
......
class_destroy(spidev_class);
......
}
mole_exit(spidev_exit);
MODULE_DESCRIPTION("User mode SPI device interface");
MODULE_LICENSE("GPL");
下面以一個簡單字元設備驅動來展示如何使用這幾個函數
#include <linux/mole.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
int HELLO_MAJOR = 0;
int HELLO_MINOR = 0;
int NUMBER_OF_DEVICES = 2;
struct class *my_class;
//struct cdev cdev;
//dev_t devno;
struct hello_dev {
struct device *dev;
dev_t chrdev;
struct cdev cdev;
};
static struct hello_dev *my_hello_dev = NULL;
struct file_operations hello_fops = {
.owner = THIS_MODULE
};
static int __init hello_init (void)
{
int err = 0;
struct device *dev;
my_hello_dev = kzalloc(sizeof(struct hello_dev), GFP_KERNEL);
if (NULL == my_hello_dev) {
printk("%s kzalloc failed!\n",__func__);
return -ENOMEM;
}
devno = MKDEV(HELLO_MAJOR, HELLO_MINOR);
if (HELLO_MAJOR)
err= register_chrdev_region(my_hello_dev->chrdev, 2, "memdev");
else
{
err = alloc_chrdev_region(&my_hello_dev->chrdev, 0, 2, "memdev");
HELLO_MAJOR = MAJOR(devno);
}
if (err) {
printk("%s alloc_chrdev_region failed!\n",__func__);
goto alloc_chrdev_err;
}
printk("MAJOR IS %d\n",HELLO_MAJOR);
cdev_init(&(my_hello_dev->cdev), &hello_fops);
my_hello_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
err = cdev_add(&(my_hello_dev->cdev), my_hello_dev->chrdev, 1);
if (err) {
printk("%s cdev_add failed!\n",__func__);
goto cdev_add_err;
}
printk (KERN_INFO "Character driver Registered\n");
my_class =class_create(THIS_MODULE,"hello_char_class"); //類名為hello_char_class
if(IS_ERR(my_class))
{
err = PTR_ERR(my_class);
printk("%s class_create failed!\n",__func__);
goto class_err;
}
dev = device_create(my_class,NULL,my_hello_dev->chrdev,NULL,"memdev%d",0); //設備名為memdev
if (IS_ERR(dev)) {
err = PTR_ERR(dev);
gyro_err("%s device_create failed!\n",__func__);
goto device_err;
}
printk("hello mole initialization\n");
return 0;
device_err:
device_destroy(my_class, my_hello_dev->chrdev);
class_err:
cdev_del(my_hello_dev->chrdev);
cdev_add_err:
unregister_chrdev_region(my_hello_dev->chrdev, 1);
alloc_chrdev_err:
kfree(my_hello_dev);
return err;
}
static void __exit hello_exit (void)
{
cdev_del (&(my_hello_dev->cdev));
unregister_chrdev_region (my_hello_dev->chrdev,1);
device_destroy(my_class, devno); //delete device node under /dev//必須先刪除設備，再刪除class類
class_destroy(my_class); //delete class created by us
printk (KERN_INFO "char driver cleaned up\n");
}
mole_init (hello_init);
mole_exit (hello_exit);
MODULE_LICENSE ("GPL");
這樣，模塊載入後，就能在/dev目錄下找到memdev這個設備節點了。
例2:內核中的drivers/i2c/i2c-dev.c
在i2cdev_attach_adapter中調用device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,
MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), NULL,
"i2c-%d", adap->nr);
這樣在dev目錄就產生i2c-0 或i2c-1節點
接下來就是udev應用，udev是應用層的東西，udev需要內核sysfs和tmpfs的支持，sysfs為udev提供設備入口和uevent通道，tmpfs為udev設備文件提供存放空間
udev的源碼可以在去相關網站下載，然後就是對其在運行環境下的移植，指定交叉編譯環境，修改Makefile下的CROSS_COMPILE，如為mipsel-linux-，DESTDIR=xxx，或直接make CROSS_COMPILE=mipsel-linux-,DESTDIR=xxx 並install
把主要生成的udevd、udevstart拷貝rootfs下的/sbin/目錄內，udev的配置文件udev.conf和rules.d下的rules文件拷貝到rootfs下的/etc/目錄內
並在rootfs/etc/init.d/rcS中添加以下幾行：
echo 「Starting udevd...」
/sbin/udevd --daemon
/sbin/udevstart
（原rcS內容如下：
# mount filesystems
/bin/mount -t proc /proc /proc
/bin/mount -t sysfs sysfs /sys
/bin/mount -t tmpfs tmpfs /dev
# create necessary devices
/bin/mknod /dev/null c 1 3
/bin/mkdir /dev/pts
/bin/mount -t devpts devpts /dev/pts
/bin/mknod /dev/audio c 14 4
/bin/mknod /dev/ts c 10 16
）
這樣當系統啟動後，udevd和udevstart就會解析配置文件，並自動在/dev下創建設備節點文件
3. Linux驅動與設備節點簡介 & Android內核與Linux內核的區別
驅動是內核的一部分，作為直接訪問物理硬體的一個軟體層，用於應用程序與物理硬體設備通信。內核包含多種驅動，如WIFI、USB、Audio、藍牙、相機、顯示驅動。
（1）設備驅動程序三類：字元設備驅動程序、塊設備驅動程序、網路設備驅動程序；
（2）對應Linux三類設備：字元設備、塊設備、網路設備；
（3）常見字元設備：滑鼠、鍵盤、串口、控制台等；
（4）常見塊設備：各種硬碟、flash磁碟、RAM磁碟等；
（5）網路設備(網路介面)：eth0、eth1，註：網路設備沒有設備節點，應用程序通過Socket訪問網路設備。由於網路設備面向報文，較難實現相關read、write等文件讀寫函數，所以驅動的實現也與字元設備和塊設備不同。
Linux使用對文件一樣的管理方式來管理設備，所有設備都以文件的形式存放在/dev目錄下，系統中的每個字元設備或者塊設備都必須為其創建一個設備文件，它包含了該設備的設備類型（塊設備或字元設備）、設備號（主設備號和次設備號）以及設備訪問控制屬性等。設備節點通過 mknod 命令創建，也可以由Udev用戶工具軟體在系統啟動後根據/sys目錄下每個設備的實際信息創建，使用後一種方式可以為每個設備動態分配設備號。
Linux中設備節點通過「mknod」命令創建，創建時需要指定主設備號和次設備號，即指定對應的驅動程序和對應的物理設備（訪問設備節點時就相當於通過其設備號訪問驅動程序進而間接訪問到物理設備）。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。對於常用設備，Linux有約定俗成的編號，如硬碟的主設備號是3
理解：應用程序通過訪問設備節點讀取主設備號和次設備號，通過主設備號找對應的驅動，通過次設備號對應到具體物理設備。註：1個驅動對應一類設備，並用唯一主設備號標識。
Linux支持的各種設備的主設備號定義在include/linux/major.h文件中，已經在官方注冊的主設備號和次設備號在Documentation/devices.txt文件中。
Android系統最底層是Linux，並且在中間加上了一個Dalvik / ART的Java虛擬機，從表面層看是Android運行庫。每個Android應用都運行在自己的進程上，享有Dalvik / ART虛擬機為它分配的專有實例，並支持多個虛擬機在同一設備上高效運行，虛擬機執行的是專有格式的可執行文件(.dex) - 該格式經過優化，以將內存好用降到最低。
Android內核和Linux內核的差別主要體現在如下11個方面：