Linux创建字符设备
驱动程序主要包括以下几个关键部分：
- 注册设备号和 cdev
- 实现 file_operations 结构体（包含 read/write 等操作）
- 创建设备类和设备节点
- 资源释放和模块卸载
file_operations 结构体模板：
static struct file_operations mydev_fops = {.owner = THIS_MODULE, // 模块所有者（必须填写）.open = mydev_open, // 打开操作（自己实现的函数）.release = mydev_release, // 关闭/释放.read = mydev_read, // 读操作.write = mydev_write, // 写操作// 可以根据需要实现ioctl、poll等
};
程序实践
Makefile
export ARCH=arm64
#需要先设置交叉编译器环境变量（可以参考我另一篇博客https://www.cnblogs.com/tianwuyvlianshui/p/19571779）
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-obj-m += mychardev.oKDIR := $(HOME)/Desktop/SDK/kernel
PWD := $(shell pwd)all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) \ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) modulesclean:make -C $(KDIR) M=$(PWD) cleanmychardev.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>// 设备名和类名的宏定义
#define DEV_NAME "device_test" // 设备节点名称
#define CLASS_NAME "class_test" // 设备类名称static dev_t dev_num; // 保存设备号
static struct cdev cdev_test; // 字符设备结构体
static struct class *class_test; // 设备类指针// 打开设备时调用的函数
// inode: 指向文件的 inode 结构体指针
// file: 文件结构体指针
static int chrdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{printk(KERN_INFO "mychardev: chrdev_open called\n"); // 打印打开信息到内核日志return 0; // 返回0表示成功
}// 读设备时调用的函数
// file: 文件结构体指针
// buf: 用户空间的缓冲区指针
// size: 期望读取的字节数
// off: 偏移量指针
static ssize_t chrdev_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *off)
{printk(KERN_INFO "mychardev: chrdev_read called\n"); // 打印读操作信息return 0; // 返回0表示没有数据可读
}// 写设备时调用的函数
// file: 文件结构体指针
// buf: 用户空间的缓冲区指针
// size: 要写入的字节数
// off: 偏移量指针
static ssize_t chrdev_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *off)
{printk(KERN_INFO "mychardev: chrdev_write called\n"); // 打印写操作信息return size; // 返回写入的字节数，表示写入成功
}// 关闭设备时调用的函数
// inode: 指向文件的 inode 结构体指针
// file: 文件结构体指针
static int chrdev_release(struct inode *inode, struct file *file)
{printk(KERN_INFO "mychardev: chrdev_release called\n"); // 打印关闭信息return 0; // 返回0表示成功
}// file_operations 结构体，指明本设备支持的操作
static struct file_operations cdev_fops_test = {.owner = THIS_MODULE, // 拥有者，一般为 THIS_MODULE.open = chrdev_open, // open 操作.read = chrdev_read, // read 操作.write = chrdev_write, // write 操作.release = chrdev_release, // release 操作
};// 模块加载时自动调用的初始化函数
static int __init chrdev_fops_init(void)
{int ret;int major, minor;// 1. 自动申请设备号，主设备号和次设备号由内核分配ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, DEV_NAME);if (ret < 0) {printk(KERN_ERR "mychardev: alloc_chrdev_region failed\n"); // 申请失败return ret;}major = MAJOR(dev_num); // 获取主设备号minor = MINOR(dev_num); // 获取次设备号printk(KERN_INFO "mychardev: alloc_chrdev_region ok: major=%d, minor=%d\n", major, minor);// 2. 初始化 cdev 结构体，并添加到内核cdev_init(&cdev_test, &cdev_fops_test); // 初始化 cdevret = cdev_add(&cdev_test, dev_num, 1); // 注册 cdev 到内核if (ret < 0) {printk(KERN_ERR "mychardev: cdev_add failed\n");unregister_chrdev_region(dev_num,1); // 失败时释放设备号return ret;}// 3. 创建设备类，便于自动创建设备节点class_test = class_create(THIS_MODULE, CLASS_NAME);if (IS_ERR(class_test)) {printk(KERN_ERR "mychardev: class_create failed\n");cdev_del(&cdev_test);unregister_chrdev_region(dev_num,1);return PTR_ERR(class_test);}// 4. 创建设备节点 /dev/device_testif (device_create(class_test, NULL, dev_num, NULL, DEV_NAME) == NULL) {printk(KERN_ERR "mychardev: device_create failed\n");class_destroy(class_test);cdev_del(&cdev_test);unregister_chrdev_region(dev_num,1);return -ENOMEM;}printk(KERN_INFO "mychardev: chrdev driver loaded successfully\n"); // 驱动加载成功return 0;
}// 模块卸载时自动调用的清理函数
static void __exit chrdev_fops_exit(void)
{device_destroy(class_test, dev_num); // 删除设备节点class_destroy(class_test); // 删除设备类cdev_del(&cdev_test); // 注销 cdevunregister_chrdev_region(dev_num, 1); // 释放设备号printk(KERN_INFO "mychardev: chrdev driver unloaded\n"); // 卸载信息
}// 指定模块的初始化和退出函数
module_init(chrdev_fops_init); // 加载模块时调用
module_exit(chrdev_fops_exit); // 卸载模块时调用
MODULE_LICENSE("GPL"); // 模块许可证声明
装载，查看，卸载
