字符设备驱动开发时使用 register_chrdev 函数注册字符设备，使用unregister_chrdev 函数注销字符设备，驱动模块加载成功以后还需要手动使用 mknod 命令创建设备节点。 register_chrdev 和 unregister_chrdev 这两个函数是老版本驱动使用的函数，现在新的字符设备驱动已经不再使用这两个函数，并且在驱动模块加载的时候自动创建设备节点文件。
一、新的字符设备注册方法
在 Linux 中使用 cdev 结构体表示一个字符设备， cdev 结构体在 include/linux/cdev.h 文件中的定义如下：
struct cdev {struct kobject kobj;struct module *owner;const struct file_operations *ops;struct list_head list;dev_t dev;unsigned int count;};
在 cdev 中有两个重要的成员变量： ops 和 dev，这两个就是字符设备文件操作函数集合file_operations 以及设备号 dev_t。
定义好 cdev 变量以后就要使用 cdev_init 函数对其进行初始化， cdev_init 函数原型如下：
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
参数 cdev 就是要初始化的 cdev 结构体变量，参数 fops 就是字符设备文件操作函数集合。
cdev_add 函数用于向 Linux 系统添加字符设备(cdev 结构体变量)，首先使用 cdev_init 函数完成对 cdev 结构体变量的初始化，然后使用 cdev_add 函数向 Linux 系统添加这个字符设备。cdev_add 函数原型如下：
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
参数 p 指向要添加的字符设备(cdev 结构体变量)，参数 dev 就是设备所使用的设备号，参数 count 是要添加的设备数量。
卸载驱动的时候一定要使用 cdev_del 函数从 Linux 内核中删除相应的字符设备， cdev_del函数原型如下：
void cdev_del(struct cdev *p)
二、自动创建设备节点
自动创建设备节点的工作是在驱动程序的入口函数中完成的，一般在 cdev_add 函数后面添加自动创建设备节点相关代码。首先要创建一个 class 类， class 是个结构体，定义在文件include/linux/device.h 里面。 建好类以后还需要在这个类下创建一个设备。使用 device_create 函数在类下面创建设备， device_create 函数原型如下：
struct device *device_create(struct class *class,struct device *parent,dev_t devt,void *drvdata,const char *fmt, ...)
三、参考示例
在驱动入口函数里面创建类和设备，在驱动出口函数里面删除类和设备，参考示例如下：
struct class *class; /* 类 */struct device *device; /* 设备 */dev_t devid; /* 设备号 *//* 驱动入口函数 */static int __init led_init(void){/* 创建类 */class = class_create(THIS_MODULE, "xxx");/* 创建设备 */device = device_create(class, NULL, devid, NULL, "xxx");return 0;}/* 驱动出口函数 */static void __exit led_exit(void){/* 删除设备 */device_destroy(newchrled.class, newchrled.devid);/* 删除类 */class_destroy(newchrled.class);}module_init(led_init);module_exit(led_exit);
四、编写驱动代码
#include <linux/types.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/ide.h>#include <linux/init.h>#include <linux/module.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/gpio.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/device.h>#include <asm/mach/map.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/io.h>#define NEWCHRLED_CNT1 /* 设备号个数 */#define LED_NAME"ledtest" /* 设备名字 */#define LEDOFF 0/* 关灯 */#define LEDON 1/* 开灯 */#define LED_PIN 26 //GPIO26 /* 寄存器物理地址 */#define BCM2837_GPFSEL2_BASE(0X3F200008) //GPIO的GPFSEL2寄存器的 bits 20-18 位控制 GPIO_26 #define BCM2837_GPSET0_BASE (0X3F20001C) //GPIO的GPSET0的 bit26 控制 GPIO_26 置位#define BCM2837_GPCLR0_BASE (0X3F200028) //GPIO的GPCLR0的 bit25 控制 GPIO_26 清零/* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */static void __iomem *BCM2837_GPFSEL2;static void __iomem *BCM2837_GPSET0;static void __iomem *BCM2837_GPCLR0;/* newchrled设备结构体 */struct newchr_dev{dev_t devid;/* 设备号 */struct cdev cdev;/* cdev */struct class *class;/* 类 */struct device *device;/* 设备 */int major;/* 主设备号 */int minor;/* 次设备号 */};struct newchr_dev newchrled;/* led设备 *//** @description: LED打开/关闭* @param - sta : LEDON(0) 打开LED，LEDOFF(1) 关闭LED* @return : 无*/void led_switch(u8 sta){if(sta == LEDON) {writel(1<<(LED_PIN), BCM2837_GPCLR0);}else if(sta == LEDOFF) {writel(1<<(LED_PIN), BCM2837_GPSET0);}}/** @description: 打开设备* @param - inode : 传递给驱动的inode* @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量* 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。* @return : 0 成功;其他 失败*/static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp){filp->private_data = &newchrled; /* 设置私有数据 */return 0;}/** @description: 从设备读取数据 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* @param - cnt : 要读取的数据长度* @param - offt : 相对于文件首地址的偏移* @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败*/static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt){return 0;}/** @description: 向设备写数据 * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符* @param - buf : 要写给设备写入的数据* @param - cnt : 要写入的数据长度* @param - offt : 相对于文件首地址的偏移* @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败*/static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt){int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char ledstat;retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);if(retvalue < 0) {printk("kernel write failed!\r\n");return -EFAULT;}ledstat = databuf[0];/* 获取状态值 */if(ledstat == LEDON) {led_switch(LEDON);/* 打开LED灯 */} else if(ledstat == LEDOFF) {led_switch(LEDOFF);/* 关闭LED灯 */}return 0;}/** @description: 关闭/释放设备* @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)* @return : 0 成功;其他 失败*/static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp){return 0;}/* 设备操作函数 */static struct file_operations newchrled_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.read = led_read,.write = led_write,.release = led_release,};/** @description: 驱动出口函数* @param : 无* @return : 无*/static int __init led_init(void){int retvalue = 0;u32 val = 0;/* 初始化LED *//* 1、寄存器地址映射 */BCM2837_GPFSEL2 = ioremap(BCM2837_GPFSEL2_BASE,4); BCM2837_GPSET0 = ioremap(BCM2837_GPSET0_BASE,4); BCM2837_GPCLR0 = ioremap(BCM2837_GPCLR0_BASE,4); /*2、初始化引脚功能，同时输出高电平*/val = readl(BCM2837_GPFSEL2);val = val | (1<<((LED_PIN % 10) * 3));writel(val, BCM2837_GPFSEL2);writel(1<<(LED_PIN), BCM2837_GPSET0);/* 注册字符设备驱动 *//* 1、创建设备号 */if (newchrled.major) {/* 定义了设备号 */newchrled.devid = MKDEV(newchrled.major, 0);register_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_CNT, NEWCHRLED_NAME);} else {/* 没有定义设备号 */alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, NEWCHRLED_CNT, NEWCHRLED_NAME);/* 申请设备号 */newchrled.major = MAJOR(newchrled.devid);/* 获取分配号的主设备号 */newchrled.minor = MINOR(newchrled.devid);/* 获取分配号的次设备号 */}printk("newcheled major=%d,minor=%d\r\n",newchrled.major, newchrled.minor);/* 2、初始化cdev */newchrled.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&newchrled.cdev, &newchrled_fops);/* 3、添加一个cdev */cdev_add(&newchrled.cdev, newchrled.devid, NEWCHRLED_CNT);/* 4、创建类 */newchrled.class = class_create(THIS_MODULE, NEWCHRLED_NAME);if (IS_ERR(newchrled.class)) {return PTR_ERR(newchrled.class);}/* 5、创建设备 */newchrled.device = device_create(newchrled.class, NULL, newchrled.devid, NULL, NEWCHRLED_NAME);if (IS_ERR(newchrled.device)) {return PTR_ERR(newchrled.device);}return 0;}/** @description: 驱动出口函数* @param : 无* @return : 无*/static void __exit led_exit(void){/* 取消映射 */iounmap(BCM2837_GPFSEL2); iounmap(BCM2837_GPSET0); iounmap(BCM2837_GPCLR0); /* 注销字符设备驱动 */cdev_del(&newchrled.cdev);/* 删除cdev */unregister_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_CNT); /* 注销设备号 */device_destroy(newchrled.class, newchrled.devid);class_destroy(newchrled.class);}module_init(led_init);module_exit(led_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("zsx");
五、运行测试
通过执行make编译驱动程序，通过命令gcc ledtest.c -o ledtest编译测试APP。将编译出来的 led.ko和 ledtest这两个文件拷贝到/lib/modules/5.10.17-v7l+/ 目录中，输入如下命令加载 led.ko 驱动模块：
sudo depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令sudo modprobe ledtest//加载驱动dmesg //查看模块打印信息
驱动加载成功以后会自动在/dev 目录下创建设备节点文件/dev/ledtest。
