一、字符设备、字符设备驱动与用户空间访问该设备的程序三者之间的关系。
如图，在Linux内核中使用cdev结构体来描述字符设备，通过其成员dev_t来定义设备号（分为主、次设备号）以确定字符设备的唯一性。通过其成员file_operations来定义字符设备驱动提供给VFS的接口函数，如常见的open()、read()、write()等。在Linux字符设备驱动中，模块加载函数通过register_chrdev_region( ) 或alloc_chrdev_region( )来静态或者动态获取设备号，通过cdev_init( )建立cdev与file_operations之间的连接，通过cdev_add( )向系统添加一个cdev以完成注册。模块卸载函数通过cdev_del( )来注销cdev，通过unregister_chrdev_region(
)来释放设备号。用户空间访问该设备的程序通过Linux系统调用，如open( )、read( )、write( )，来“调用”file_operations来定义字符设备驱动提供给VFS的接口函数。二、字符设备驱动模型
（PS:神马情况！本地上传的图片，质量下降这么多）1. 驱动初始化1.1. 分配cdev在2.6的内核中使用cdev结构体来描述字符设备，在驱动中分配cdev,主要是分配一个cdev结构体与申请设备号，以按键驱动为例：
从上面的代码可以看出，申请设备号有动静之分，其实设备号还有主次之分。在Linux中以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。cdev 结构体的 dev_t 成员定义了设备号，为 32 位，其中高 12 位为主设备号，低20 位为次设备号。设备号的获得与生成：获得：主设备号：MAJOR(dev_t dev);次设备号：MINOR(dev_t dev);生成：MKDEV(int major,int minor);设备号申请的动静之分：静态：
静态申请相对较简单，但是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。动态：
动态申请简单，易于驱动推广，但是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）。1.2. 初始化cdevvoid cdev_init(struct cdev *, struct file_operations *);cdev_init()函数用于初始化 cdev 的成员，并建立 cdev 和 file_operations 之间的连接。1.3. 注册cdevint cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);cdev_add()函数向系统添加一个 cdev，完成字符设备的注册。1.4. 硬件初始化硬件初始化主要是硬件资源的申请与配置，以TQ210的按键驱动为例：
2.实现设备操作用户空间的程序以访问文件的形式访问字符设备，通常进行open、read、write、close等系统调用。而这些系统调用的最终落实则是file_operations结构体中成员函数，它们是字符设备驱动与内核的接口。以TQ210的按键驱动为例：
上面代码中的button_open、button_close、button_read是要在驱动中自己实现的。file_operations结构体成员函数有很多个，下面就选几个常见的来展示：2.1. open（）函数原型：
案例：
2.2. read( )函数原型：
案例：
2.3. write( )函数原型：
案例：
2.4. close( )函数原型：
案例：
2.5. 补充说明1. 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。它由内核在打开文件时创建, 在文件关闭后释放。其成员loff_t f_pos 表示文件读写位置。struct inode 用来记录文件的物理上的信息。因此,它和代表打开文件的file结构是不同的。一个文件可以对应多个file结构,但只有一个inode结构。其成员dev_t i_rdev表示设备号。struct file_operations 一个函数指针的集合，定义能在设备上进行的操作。结构中的成员指向驱动中的函数,这些函数实现一个特别的操作, 对于不支持的操作保留为NULL。2. 在read( )和write( )中的buff 参数是用户空间指针。因此,它不能被内核代码直接引用，因为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。因此，内核提供了专门的函数用于访问用户空间的指针：
3. 驱动注销3.1. 删除cdev在字符设备驱动模块卸载函数中通过cdev_del()函数向系统删除一个cdev，完成字符设备的注销。
3.2. 释放设备号在调用cdev_del()函数从系统注销字符设备之后，unregister_chrdev_region()应该被调用以释放原先申请的设备号。
三、Linux字符设备驱动模板与案例1. 字符设备驱动模块加载与卸载函数模板在实际开发中，通常习惯为设备定义一个设备相关的结构体，其包含该设备所涉及到的cdev、私有数据及信号量等信息。
2.字符设备驱动读、写、IO控制函数模板
在设备驱动的读、写函数中，filp是文件结构体指针，buf是用户空间内存的地址，该地址在内核空间不能直接读写，count 是要读的字节数，f_pos是读的位置相对于文件开头的偏移。3.TQ210的最简单按键驱动示例
