上一节介绍了字符驱动中的一些概念，这一节我们将会基于系统显存编撰一个字符设备驱动，加深对上一节中的概念的理解。
本节主要学会的内容：
驱动设计
编撰驱动之前，我们要明晰我们的驱动须要或则才能为用户程序提供哪些功能，这也是我们之前提到的机制。
在《设备驱动程序》一书中，关于字符设备驱动程序的章节介绍了一个scull（SimpleCharacterUtilityforLoadingLocalities，区域装载的简单字符工具）设备，其设计的机制比较复杂，同时，其中的部份函数也早已被淘汰了。为此，本文简化其机制，并使用新的函数进行实现。
本文设计的设备名称沿袭书本中的名子：scull。
本文设计的设备提供一个固定大小的显存区域（由宏DATA_SIZE决定），可以往其中存入（echo）数据（最大不小于指定的大小），同时可以读出（cat）其中的储存的数据。
代码剖析
设备驱动的代码比较长，所以就不全部列出下来，本文只对代码中的重点部份进行简略说明，假若须要全部代码，请看：
设备结构体
在头文件中（scull.h）定义了一个结构体，内容如下：
struct scull_dev {
char *data;
int data_length;
struct cdev cdev;
};这个结构体可以理解为设备：其包含了structcdev，可以理解为承继的概念（其实，在C中没有承继的说法），说明此设备是一个字符设备；储存了数据的起始地址的表针，数据的厚度。
假如有其他与设备相关的数据，都可以放在该结构体中，这样，只要获取到这个结构体就相当于获取了这个设备。
文件操作相关的数据结构
static struct file_operations fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
.read = scull_read,
.write = scull_write,
.unlocked_ioctl = scull_ioctl,
};这个就是上一节中说的structfile_operations结构体，本文实现了其中的open、release、read、write和unlocked_ioctl函数。
open()、read()和write()函数说明
针对里面的open()、read()和write()的实现函数进行说明。
open()函数的实现如下：
int scull_open (struct inode *node, struct file *filp)
{
struct scull_dev *dev;
dev = container_of(node->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
filp->private_data = dev;
return 0;
}其中container_of()这个宏的作用是：按照结构体变量A中的某个属性的地址估算出结构体变量A的地址。借助node中的icdev的地址来获取里面的structscull_dev变量的地址。
将获取到的structscull_dev地址储存在filp->private_data变量中，这个变量上一节有说明，是一个void*表针变量，后续的read、write等操作都可以通过filp来获取structscull_dev变量。
read()函数的实现如下（截取）：
ssize_t scull_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *loff)
{
......
if(dev->data_length == 0 || *loff != 0) {
return 0;
}
......
ret = raw_copy_to_user(buf, dev->data, size);
......
*loff += size;
return size;
}raw_copy_to_user函数旁边再说明。
这儿对read()的返回值进行说明，其返回值有以下几种：
write()函数的实现如下（截取）：
ssize_t scull_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *loff)
{
......
ret = raw_copy_from_user(dev->data, buf, size);
......
dev->data_length = size;
return size;
}raw_copy_from_user()函数旁边再说明。
这儿对write()函数的返回值进行说明，其返回值有以下几种情况：
raw_copy_to_user()与raw_copy_from_user()
这两个函数定义在头文件中，其作用是将内核空间和用户空间之间互相拷贝数据，从名子就可以看出：raw_copy_to_user从内核向用户空间拷贝；raw_copy_from_user从用户空间向内核空间拷贝。
内核空间与用户空间的地址是不能直接互相引用的，缘由如下：
字符设备注册（截取）
字符设备驱动注册的部份代码如下：
static int scull_init(void)
{
......
scull_dev.data = (char *)kmalloc(DATA_SIZE, GFP_KERNEL); /** 分配数据空间 */
......
scull_dev.data_length = 0;
ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, DEVICE_COUNT, DEVICE_NAME); /** 分配设备号 *
cdev_init(&scull_dev.cdev, &fops); /** 初始化字符设备 */
scull_dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
ret = cdev_add(&scull_dev.cdev, dev_num, DEVICE_COUNT); /** 添加字符设备 */
if(ret < 0) {
printk(KERN_ALERT "cdev add failed!\n");
goto cdev_add_err;
}
/* 创建节点 */
scull_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);
for(i = 0; i < DEVICE_COUNT; i++) {
device_create(scull_class, NULL,
MKDEV(MAJOR(dev_num), MINOR(dev_num) + i),
NULL, DEVICE_NAME"%d", i);
}
printk(KERN_ALERT "cdev add complete!\n");
return 0;
cdev_add_err:
unregister_chrdev_region(dev_num, DEVICE_COUNT); /** 添加字符设备出错的话，将之前分配的设备号释放 */
alloc_dev_num_err:
kfree(scull_dev.data);
alloc_data_err:
return ret;
}首先分配储存数据的空间，空间大小由宏DATA_SIZE决定。
之后分配设备号，这个上一节有讲过。
接出来是注册字符设备相关的操作，主要涉及：cdev_init()，cdev_add()两个函数
cdev_init()将设备与file_operations绑定在一起。
cdev_add()将设备与设备编号绑定在一起，并添加到系统中。
此时系统中并没有设备节点的存在（内核2.6.0以后），还须要下边class_create()和device_create()来创建设备节点。
class_create()会在/sys/class/目录下创建相应的设备目录。
device_create()会在指定的目录下创建设备节点，节点创建后，相应的节点会添加到/dev目录下。
至此，完成了设备的注册过程。
运行结果
在项目的根目录下运行make，编译得到scull.ko模块文件，将该模块加载到系统中。这种操作都是之前有过介绍的，这儿就不再详尽说明了。
加载成功后，结果如图所示：
scull模块加载成功
此时复印出设备的主设备号240和从设备号0。
加载成功后，可以切换到/dev目录下，目录中会生成scull0~3共四个设备，如图所示：
dev目录下生成设备节点
最开始的“c”表示这是一个字符设备。
接出来对scull0这个设备进行cat和echo操作。
注意到设备节点的权限为rw-------，为此，只有root用户还能对节点进行读写。为了后续操作便捷，借助sudochmod命令去改变节点的权限，致使other用户也能读写，命令如右图所示：
更改节点权限
对节点进行cat操作，结果如下：
第一次cat节点
没有复印任何信息，由于此时数据宽度为0。
接出来借助echo往节点中随意写入一些数据：
第一次echo写入数据
第二次cat节点结果
可以看见，里面echo写入的数据被读取下来了，由此判定我们的驱动正常运行。
可以多试几次，结果如下：
多次尝试结果
从里面可知，驱动程序正常运行。
至此，完成了字符设备驱动的相关介绍。
其实，这个驱动示例也只能当作一个简单的示例，还有许多须要建立的地方，后续依照学习情况渐渐添加。
(代码同步置于：)
