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從上文中可知，在Linux用戶空間中，如若需要操作硬件設(shè)備，均通過/dev目錄下的設(shè)備文件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，基本上每一種設(shè)備都會(huì)存在一個(gè)或者多個(gè)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。

并且在Linux內(nèi)核中，其表示字符設(shè)備的結(jié)構(gòu)成員也提供了相應(yīng)的設(shè)備號。

設(shè)備號成員為dev_t dev;那么其與設(shè)備之間的關(guān)系是什么呢？它又與用戶空間的操作是和關(guān)系？？

一、設(shè)備號

那么設(shè)備文件節(jié)點(diǎn)又是如何與Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行對應(yīng)的映射關(guān)系呢？？？答案是：主設(shè)備號。

在前文舉例過，可能會(huì)存在多個(gè)相同的設(shè)備運(yùn)行在Linux系統(tǒng)中，這些設(shè)備所使用的是同一個(gè)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序，那么是如何區(qū)分各個(gè)設(shè)備的呢？？？答案是：次設(shè)備號。

那么設(shè)備號在用戶空間中，是如何體現(xiàn)的呢？？？

在我們現(xiàn)有的Linux系統(tǒng)中，進(jìn)行/dev目錄下，執(zhí)行命令。

命令：ls -l

如上圖所示，在其設(shè)備節(jié)點(diǎn)文件的屬性中，可以查看到設(shè)備節(jié)點(diǎn)的主設(shè)備號和次設(shè)備號。其中逗號‘，’前為主設(shè)備號，后為次設(shè)備號。并且如上圖所示，對于loop設(shè)備而言，其有很多相同的設(shè)備運(yùn)行在Linux操作系統(tǒng)中，那么他們的各個(gè)相同的設(shè)備都具有唯一的節(jié)點(diǎn)名稱，但他們的主設(shè)備號相同，均為7；次設(shè)備號不同，按照節(jié)點(diǎn)的順序進(jìn)行排列。

二、設(shè)備號操作

在Linux內(nèi)核源碼中，使用結(jié)構(gòu)體dev_t類型來定義設(shè)備號。實(shí)際上dev_t類型為32位的unsigned int類型（在Linux內(nèi)核源碼中可以進(jìn)行跟蹤）。其中高12位作為存儲主設(shè)備號，低20位作為存儲次設(shè)備號。

那么就存在了如下幾個(gè)問題：

1.如果知道主設(shè)備號和次設(shè)備號，那么怎么組合成dev_t類型的數(shù)據(jù)？

在Linux內(nèi)核中，提供了MKDEV方法宏來進(jìn)行組合主設(shè)備號和次設(shè)備號。其原型如下：

用法為：dev_t dev = MKDEV(主設(shè)備號,次設(shè)備號)

2.如何從dev_t類型的數(shù)據(jù)中解析出主設(shè)備號？

如上圖，在Linux內(nèi)核中采用了MAJOR方法宏來進(jìn)行解析主設(shè)備號。用法如下：

主設(shè)備號 = MAJOR(dev_t dev)

3.如何從dev_t類型的數(shù)據(jù)中解析出次設(shè)備號？

如上圖，在Linux內(nèi)核中采用了MINOR方法宏來進(jìn)行解析主設(shè)備號。用法如下：

次設(shè)備號 = MINOR(dev_t dev)

三、設(shè)備號分配/申請

因?yàn)槭窃贚inux內(nèi)核框架下進(jìn)行編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，那么每一個(gè)設(shè)備的設(shè)備號可以有Linux內(nèi)核提供的方法來進(jìn)行分配。

Linux內(nèi)核中如何為設(shè)備分配一個(gè)主設(shè)備號？？？

實(shí)際上在Linux內(nèi)核中提供了兩種方法可以進(jìn)行分配主設(shè)備號。分別為靜態(tài)申請?jiān)O(shè)備號和動(dòng)態(tài)分配設(shè)備號。

靜態(tài)申請?jiān)O(shè)備號：程序員自己選擇一個(gè)數(shù)字作為某一個(gè)設(shè)備的主設(shè)備號，再確定其次設(shè)備號（實(shí)際上如果是單一的設(shè)備，通常次設(shè)備號為0），通過組合得到設(shè)備號，然后通過函數(shù)register_chrdev_region向內(nèi)核申請主設(shè)備號使用。其原型如下：

靜態(tài)申請?jiān)O(shè)備號的缺點(diǎn)在于，如果所申請的設(shè)備號已經(jīng)在內(nèi)核中被其他設(shè)備驅(qū)動(dòng)使用了，則會(huì)申請失敗。并且另一點(diǎn)是，在Linux內(nèi)核中存在一些設(shè)備驅(qū)動(dòng)的設(shè)備號為固定的設(shè)備號，例如：串口UART、I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)等。

動(dòng)態(tài)分配設(shè)備號：Linux內(nèi)核提供方法函數(shù)alloc_chrdev_region，由內(nèi)核動(dòng)態(tài)的分配一個(gè)可用的主設(shè)備號給相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。其原型為：

動(dòng)態(tài)分配設(shè)備號的優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)長inux內(nèi)核本身自己知道了哪些設(shè)備號已經(jīng)被使用了，所以基本不會(huì)導(dǎo)致分配到已用了的設(shè)備號，從而不會(huì)申請?jiān)O(shè)備號失敗。

四、設(shè)備號注銷

實(shí)際上無論是使用動(dòng)態(tài)分配得到的設(shè)備號，還是使用靜態(tài)申請得到的設(shè)備號，當(dāng)Linux系統(tǒng)中不再需要相應(yīng)的硬件設(shè)備時(shí)，可將其設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)行注銷，那么重要的一步就是在設(shè)備驅(qū)動(dòng)退出時(shí)，使用方法函數(shù)unregister_chrdev_region函數(shù)釋放相應(yīng)的設(shè)備號。其原型為：

設(shè)備號釋放后，設(shè)備節(jié)點(diǎn)文件將不存在。