1.scull（Simple Character Utility for loading Localities）,即区域装载的简单字符工具。scull是一个操作内存区域的字符设备驱动程序，这片区域相当于一个设备。
2.优点
scull和硬件无关，而只是操作从内核中分配的一些内存，任何人都可以编译和运行scull,并且可以将scull移植到Linux支持的计算机平台上。
3.工作过程
①Linux启动时运行加载驱动模块的脚本。insmod时调用模块的init函数进行初始化，调用cdev_init( )和cdev_add( )来进行字符设备的初始化，并把这个设备添加进入系统。这个过程会创建/proc/modules、/proc/devices两个文件和/sys/devices目录中的对应项目。
②用户空间的程序通过系统调用open打开设备（eg:fopen("/dev/scull0",“w”）)，此时Linux会生成一个file结构，其中包含f_pos(位置指针),f_mode(打开方式是否只读等)等状态信息。然后调用模块中定义的open( )函数，把刚生成的file结构作为参数传给open( )。open( )通常需要根据情况做一些诸如设置互质标记位之类的工具。
③用户空间的程序通过系统调用进行读写操作（eg:使用fprintf( )等函数），会调用驱动中的read( ),write( ),llseek( )等函数。
④此时若有另一个用户程序打开这个设备文件，则会再创建一个file结构。
⑤每一个程序完成操作，关闭设备文件时，会销毁对应的file结构。但是，只有最后一个进程关闭文件时才会调用驱动程序的release( )函数。
⑥关机时调用驱动模块的exit函数，释放资源。
二、设备与驱动工作关联
1.Linux内核中
①使用cdev结构体来描述字符设备
②通过cdev的成员dev_t来定义设备号（主、次设备号）来确定字符设备的唯一性
③通过cdev的成员file_operations来定义字符设备驱动提供的VFS的函数接口
如open( ),read(),write( )等。
2.Linux字符设备驱动中
①模块加载函数通过register_chrdev_region( )或alloc_chrdev_region( )来静态或动态获取设备号。
②通过cdev_init( )建立cdev与file_opreations之间的联系，通过cdev_add( )向系统添加一个cdev以完成注册。
③模块卸载通过cdev_del( )来注销cdev,通过unregister_chrdev_region( )来释放设备号。
3.用户空间访问该设备程序
通过Linux系统调用，如open( ),read( ),write( ),来调用file_opreations来定义字符设备提供给VFS的接口函数。
1.cdev结构体（用来描述一个字符设备）
struct cdev { struct kobject kobj; //内嵌的内核对象. struct module *owner; //该字符设备所在的内核模块的对象指针. const struct file_operations *ops; //该结构描述了字符设备所能实现的方法，是极为关键的一个结构体. struct list_head list; //用来将已经向内核注册的所有字符设备形成链表. dev_t dev; //字符设备的设备号，由主设备号和次设备号构成. unsigned int count; //隶属于同一主设备号的次设备号的个数. };
2.cdev_init（）函数
作用：建立cdev和file_opreations之间的联系。
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
{
memset(cdev, 0, sizeof *cdev); //将整个结构体清零初始化。
INIT_LIST_HEAD(&cdev->list); //初始化list成员使其指向自身
kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default); //初始化kobj成员
cdev->ops = fops; //初始化ops成员
}
3.cdev_alloc( )函数
作用：该函数主要分配一个struct cdev结构，动态申请一个cdev内存，并做了cdev_init中所做的前面3步初始化工作(第四步初始化工作需要在调用cdev_alloc后，显式的做初始化即: .ops=xxx_ops).
struct cdev *cdev_alloc(void)
{
struct cdev *p = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);
if (p) {
INIT_LIST_HEAD(&p->list);
kobject_init(&p->kobj, &ktype_cdev_dynamic);
}
return p;
}
在上面的两个初始化的函数中，我们没有看到关于owner成员、dev成员、count成员的初始化；其实，owner成员的存在体现了驱动程序与内核模块间的亲密关系，struct module是内核对于一个模块的抽象，该成员在字符设备中可以体现该设备隶属于哪个模块，在驱动程序的编写中一般由用户显式的初始化 .owner = THIS_MODULE, 该成员可以防止设备的方法正在被使用时，设备所在模块被卸载。而dev成员和count成员则在cdev_add中才会赋上有效的值。
4.cdev_add（）函数
作用：该函数向内核注册一个struct cdev结构，即正式通知内核由struct cdev *p代表的字符设备已经可以使用了。
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count);
5.cdev_del（）函数
作用：该函数向内核注销一个struct cdev结构，即正式通知内核由struct cdev *p代表的字符设备已经不可以使用了。
void cdev_del(struct cdev *p)
四、代码测试
#include#include #include #include #include #include MODULE_LICENSE("GPL"); int scull_major = 0; int scull_minor = 0; struct cdev cdev; #define MAX_SIZE 10 size_t size = 0; char store[MAX_SIZE]; int scull_open(struct inode *inode , struct file *filp) { if ( (filp ->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) { size = 0; } return 0; } int scull_release(struct inode *inode , struct file *filp) { return 0; } ssize_t scull_read(struct file *filp , char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { ssize_t retval = 0; if (*f_pos >= size) goto out; if (*f_pos + count > size) count = size - *f_pos; if (copy_to_user(buf, store + *f_pos , count)) { retval = -EFAULT; goto out; } *f_pos += count; retval = count; out: return retval; } ssize_t scull_write(struct file *filp , const char __user *buf,size_t count ,loff_t *f_pos) { ssize_t retval = -ENOMEM; if (*f_pos >= MAX_SIZE) goto out; if (*f_pos + count > MAX_SIZE) count = MAX_SIZE - *f_pos; if (copy_from_user(store + *f_pos , buf, count)) { retval = -EFAULT; goto out; } *f_pos += count; retval = count; if (size < *f_pos) size = *f_pos; out: return retval; } struct file_operations scull_fops = { .owner = THIS_MODULE , .read = scull_read , .write = scull_write , .open = scull_open , .release = scull_release , }; int scull_init_module(void) { int result; dev_t dev = 0;//在linux中是unsigned int 类型，32位，用于在驱动程序中定义设备编号，高12位为主设备号，低20位为次设备号 result = alloc_chrdev_region(&dev, scull_minor , 1, "scull");//动态申请设备号，设备名称"scull",设备个数1，次设备号scull_minor,申请到的设备号存储在dev中。该函数返回值小于0表示申请失败。 scull_major = MAJOR(dev); if (result < 0) { printk(KERN_WARNING "scull:?can't?get?major?%dn", scull_major); return result; } cdev_init(&cdev , &scull_fops);//用上面声明的scull_fops初始化cdev。 cdev.owner = THIS_MODULE; cdev.ops = &scull_fops; result = cdev_add (&cdev , dev, 1);//这个是在字符设备中添加一个设备。 if (result) { printk(KERN_WARNING "Error?%d?adding?scull", result); unregister_chrdev_region(dev, 1); return result; } return 0; } void scull_cleanup_module(void) { dev_t dev; cdev_del(&cdev); dev = MKDEV(scull_major , scull_minor); unregister_chrdev_region(dev, 1); } module_init(scull_init_module); module_exit(scull_cleanup_module);
通过cat /proc/devices查询是否注册成功
