from here：字符设备http://blog.163.com/sunshine_linting/blog/static/44893323201181102957282/
字符设备是一种按字节来访问的设备，字符驱动则负责驱动字符设备，这样的驱动通常实现 open, close, read和 write 系统调用。
块设备
在大部分的 Unix 系统, 块设备不能按字节处理数据，只能一次传送一个或多个长度是512字节( 或一个更大的 2 次幂的数 )的整块数据。
而Linux则允许字符设备传送任意数目的字节。因此, 块和字符设备的区别仅仅是驱动的与内核的接口不同。
网络接口
任何网络事务都通过一个接口来进行, 一个接口通常是一个硬件设备(eth0), 但是它也可以是一个纯粹的软件设备, 比如回环接口（lo）。一个网络接口负责发送和接收数据报文。
驱动程序使用
A: Linux用户程序通过设备文件（又名：设备节点）来使用驱动程序操作字符设备和块设备
字符设备驱动程序（知识点）：
1.设备号
2.创建设备文件
3.设备注册
4.重要数据结构
5.设备操作
主次设备号
字符设备通过字符设备文件来存取。
字符设备文件由使用 ls -l 的输出的第一列的“c”标识。
如果使用 ls -l 命令, 会看到在设备文件项中有 2 个数(由一个逗号分隔) 这些数字就是设备文件的主次设备编号。
（举例察看/dev）
设备号作用：
主设备号用来标识与设备文件相连的驱动程序。
次编号被驱动程序用来辨别操作的是哪个设备。
** 主设备号用来反映设备类型 **
Q: 内核中如何描述设备号?
A: dev_t
**其实质为unsigned int 32位整数，其中高12位为主设备号，低20位为次设备号。
Q: 如何从dev_t中分解出主设备号?
A: MAJOR(dev_t dev)
Q: 如何从dev_t中分解出次设备号？
A: MINOR(dev_t dev)
Linux内核如何给设备分配主设备号?
可以采用静态申请，动态分配两种方法
静态申请：
方法：
1、根据Documentation/devices.txt，确定一个没有使用的主设备号
2、使用 register_chrdev_region 函数注册设备号
优点：简单
缺点：一旦驱动被广泛使用, 这个随机选定的主设备号可能会导致设备号冲突，而使驱动程序无法注册。
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
功能：
申请使用从 from 开始的 count 个设备号(主设备号不变，次设备号增加）
参数：
from：希望申请使用的设备号
count：希望申请使用设备号数目
name：设备名(体现在/proc/devices)
动态分配：
方法：
使用 alloc_chrdev_region 分配设备号
优点：简单，易于驱动推广
缺点：无法在安装驱动前创建设备文件（因为安装前还没有分配到主设备号）。
解决办法：安装驱动后, 从 /proc/devices 中查询设备号
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,const char *name)
功能：
请求内核动态分配 count 个设备号，且次设备号从baseminor开始。
参数：
dev：分配到的设备号
baseminor：起始次设备号
count：需要分配的设备号数目
name：设备名(体现在/proc/devices)
注销设备号：
不论使用何种方法分配设备号，都应该在不再使用它们时释放这些设备号。
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
功能：释放从from开始的count个设备号
1. 使用mknod 命令手工创建
2. 自动创建
手工创建：
mknod 用法：
mknod filename type major minor
filename:设备文件名
type: 设备文件类型
major: 主设备号
minor: 次设备号
例： mknod serial0 c 100 0
重要结构：
在Linux字符设备驱动程序设计
中，有3种非常重要的数据结构：
Struct file
Struct inode
Struct file_operations
Struct File：
代表一个打开的文件。系统中每个打开的文件
在内核空间都有一个关联的 struct file。它由
重要成员：
loff_t f_pos /*文件读写位置*/
struct file_operations *f_op
Struct Inode：
用来记录文件的物理上的信息。因此, 它和代
以对应多个file结构, 但只有一个inode 结构。
重要成员：
dev_t i_rdev：设备号
Struct file_operations：
struct file_operations mem_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = mem_seek,
.read = mem_read,
.write = mem_write,
.ioctl = mem_ioctl,
.open = mem_open,
.release = mem_release,
};
设备注册：
在linux 2.6内核中，字符设备使用 struct
字符设备的注册可分为如下3个步骤：
1. 分配cdev
2. 初始化cdev
3. 添加cdev
设备注册（分配）：
Struct cdev的分配可使用cdev_alloc函数
struct cdev *cdev_alloc(void)
设备注册（初始化）：
Struct cdev的初始化使用cdev_init函数
void cdev_init(struct cdev *cdev, const
struct file_operations *fops)
参数：
cdev: 待初始化的cdev结构
fops: 设备对应的操作函数集
设备注册（添加）：
struct cdev的注册使用cdev_add函数来完成。
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
参数：
p: 待添加到内核的字符设备结构
dev: 设备号
count: 添加的设备个数
设备操作：
int (*open)(struct inode *, struct file *)
在设备文件上的第一个操作，并不要求驱动程序一定要实现这个方法。如果该项为NULL，设备的打开操作永远成功。
vvoid (*release)(struct inode *, struct file *)
当设备文件被关闭时调用这个操作。与open相仿，release也可以没有。
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *)
从设备中读取数据。
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *)
向设备发送数据。
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *)
对应select系统调用
int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long)
控制设备
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *)
将设备映射到进程虚拟地址空间中。
voff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int)
修改文件的当前读写位置，并将新位置作为返回值。
Open方法：
Open方法是驱动程序用来为以后的操作完成初始化准备工作的。在大部分驱动程序
中，open完成如下工作：
1.初始化设备。
2.标明次设备号。
Release方法：
Release方法的作用正好与open相反。
这个设备方法有时也称为close，它应该：关闭设备。
读和写：
读和写方法都完成类似的工作：从设备中读取数据到用户空间；将数据传递
给驱动程序。它们的原型也相当相似：
ssize_t xxx_read(struct file * filp, char __user * buff, size_t count, loff_t * offp);
ssize_t xxx_write(struct file *filp, char __user * buff, size_t count, loff_t *offp);
对于 2 个方法, filp是文件指针, count是请求传输的数据量。buff 参数指向数
据缓存。最后, offp 指出文件当前的访问位置。
Read 和 Write 方法的 buff 参数是用户空间指针。因此, 它不能被内核代码直接引用，理
由如下:用户空间指针在内核空间时可能根本是无效的---没有那个地址的映射。
内核提供了专门的函数用于访问用户空间的指针，例如：
int copy_from_user(void *to, const void __user *from, int n)
int copy_to_user(void __user *to, const void *from, int n)
设备注消：
字符设备的注销使用cdev_del函数来完成。
int cdev_del(struct cdev *p)
参数：
p: 要注销的字符设备结构
