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字符设备驱动开发指南

1. 引言

字符设备驱动适用于大多数简单硬件设备，相较于块驱动或网络驱动更易理解。本文将围绕 scull（Simple Character Utility for Loading Localities）字符设备驱动展开，它作用于内存区域，具有硬件无关性，可在不同 Linux 架构上编译运行。

2. scull 设备设计

scull 源实现了多种类型的设备：
-scull0 到 scull3：四个设备，每个由全局且持久的内存区域组成。多次打开设备时，数据被所有打开的文件描述符共享；关闭再打开，数据不会丢失。可使用常规命令（如 cp、cat 和 shell I/O 重定向）进行访问和测试。
-scullpipe0 到 scullpipe3：四个 FIFO（先进先出）设备，类似管道。一个进程写入的数据可被另一个进程读取，若多个进程读取同一设备，会竞争数据。其内部展示了如何在不依赖中断的情况下实现阻塞和非阻塞读写操作。
-scullsingle、scullpriv、sculluid、scullwuid：与 scull0 类似，但在打开权限上有限制。scullsingle 一次仅允许一个进程使用驱动；scullpriv 对每个虚拟控制台或 X 终端会话是私有的；sculluid 和 scullwuid 可被同一用户多次打开，前者在设备被其他用户锁定时返回“设备忙”错误，后者实现阻塞打开。

3. 主设备号和次设备号

字符设备通过文件系统中的特殊文件（通常位于 /dev