1.1字符设备驱动内部实现原理   

     1>用户打开设备open("~/dev/mycdev",O_RDWR);

                                        ("路径"，打开方式)

     2>在内核的虚拟文件系统层会同步执行sys_open函数,实现如下操作

     3>根据open函数的路径，找到struct inode结构体

     4>在struct inode结构体中有设备号和一个共用体(联合体)，结构体struct_cdev是共用体中的成员
       之一，引用设备号和struct_cdev

     5>struct_cdev(字符设备驱动对象结构体)中有成员：设备号和struct file_operation(操作方法结
       构体)

     6>具体的操作符方法是操作方法结构体的成员，根据用户的操作，内核执行与之相同的操作方法。

1.2分步注册流程

1>分配对象：为字符设备驱动对象申请空间

2>初始化对象：字符设备驱动对象的初始化，包括如下两步：

        字符设备驱动对象的部分初始化
        申请设备号(包括动态申请、静态申请

4>注册驱动：将字符设备驱动对象注册进内核

5>注销驱动：包括字符设备驱动对象的注销和释放申请的设备号

2.1分配对象

        cdev_alloc()；

        无参，申请成功后，返回申请空间的首地址，失败返回NULL

2.2初始化对象

        1>实现字符设备驱动的部分初始化，无返回值

             cdev_init( )

        2>申请设备号

                        静态指定设备号(major>0)：

                        register_chrdev_region( )；成功，返回0，失败返回错误码

                        动态申请设备号(major=0):

                        alloc_chardev_region(  )；成功返回0，失败返回错误码

2.3注册驱动

                cdev_add(  )，成功返回0，失败返回错误码

2.4注销驱动

                cdev_del(  )注销字符设备驱动对象

                kfree(  )释放申请的设备号

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>

struct cdev *cdev;
unsigned int major=0;
unsigned int minor=0;
dev_t devno;
struct class *cls;
struct device *dev;
int mycdev_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}
long mycdev_ioctl(struct file *file,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
    return 0;
}
int mycdev_close(struct inode *inode,struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}
//定义操作方法结构体变量并赋值
struct file_operations fops={
    .open=mycdev_open,
    .unlocked_ioctl=mycdev_ioctl,
    .release=mycdev_close,
};

static int __init mycdev_init(void)
{
   
    int ret,i;

     //1.分配对象空间
    cdev=cdev_alloc();
    if(NULL==cdev)
    {
        printk("分配字符设备驱动对象失败！\n");
        ret=-EFAULT;
        goto OUT1;
    }
    printk("分配对象空间成功！\n");

    //2.初始化对象
    cdev_init(cdev,&fops);
    //3.申请设备号
    if(major>0)
    {
        ret=register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("静态指定设备号失败!\n");
            goto OUT2;
        }
    }
    else if(0==major)
    {
        ret=alloc_chrdev_region(&devno,major,3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("动态申请设备号失败！\n");
            goto OUT2;
        }
        //获取主设备号和次设备号
        major=MAJOR(devno);
        minor=MINOR(devno);
    }
    printk("申请设备号成功！\n");
    //4.注册字符设备驱动对象
    ret=cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),3);
    if(ret)
    {
        printk("注册字符设备驱动对象失败！\n");
        goto OUT3;
    }
    printk("注册字符设备驱动对象成功！\n");

    //向上提交目录
    cls=class_create(THIS_MODULE,"myled");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败！\n");
        ret=-PTR_ERR(cls);
        goto OUT4;
    }
    printk("向上提交目录成功！\n");
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"myled%d",i);
        if(IS_ERR(dev))
        {
            ret=-PTR_ERR(dev);
            goto OUT5;
        }
    }
    printk("向上提交设备节点成功！\n");
    //完成硬件寄存器地址的映射以及初始化
    return 0;
OUT5:
    //释放已经申请的设备节点信息
    for(--i;i>=0;i--)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //释放目录空间
    class_destroy(cls);
OUT4:
    //注销字符设备驱动对象
    cdev_del(cdev);
OUT3:
    //释放设备号
    unregister_chadev_region(MKDEV(major,minor),3);
OUT2:
    //释放对象空间
    kfree(cdev);
OUT1:
    return ret;
}

static void __exit mycdev_exit()
{
    //销毁设备节点
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //释放目录空间
    class_destroy(cls);
    //1.注销字符设备驱动对象
    cdev_del(cdev);
    //2.释放设备号
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
    //3.释放对象空间
    kfree(cdev);
}

module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");