內(nèi)核中所有已分配的字符設(shè)備編號都記錄在一個名為 chrdevs 散列表里。該散列表中的每一個元素是一個 char_device_struct 結(jié)構(gòu)，它的定義如下：

注 意，內(nèi)核并不是為每一個字符設(shè)備編號定義一個 char_device_struct 結(jié)構(gòu)，而是為一組對應(yīng)同一個字符設(shè)備驅(qū)動的設(shè)備編號范圍定義一個 char_device_struct 結(jié)構(gòu)。chrdevs 散列表的大小是 255，散列算法是把每組字符設(shè)備編號范圍的主設(shè)備號以 255 取模插入相應(yīng)的散列桶中。同一個散列桶中的字符設(shè)備編號范圍是按起始次設(shè)備號遞增排序的。

注冊內(nèi)核提供了三個函數(shù) 來注冊一組字符設(shè)備編號，這三個函數(shù)分別是 register_chrdev_region()、alloc_chrdev_region() 和 register_chrdev()。這三個函數(shù)都會調(diào)用一個共用的 __register_chrdev_region() 函數(shù)來注冊一組設(shè)備編號范圍（即一個 char_device_struct 結(jié)構(gòu)）。所以下面先來看一下 __register_chrdev_region() 函數(shù)的實現(xiàn)代碼。

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函數(shù) __register_chrdev_region() 主要執(zhí)行以下步驟：

1. 分配一個新的 char_device_struct 結(jié)構(gòu)，并用 0 填充。

2. 如果申請的設(shè)備編號范圍的主設(shè)備號為 0，那么表示設(shè)備驅(qū)動程序請求動態(tài)分配一個主設(shè)備號。動態(tài)分配主設(shè)備號的原則是從散列表的最后一個桶向前尋找，那個桶是空的，主設(shè)備號就是相應(yīng)散列桶的序 號。所以動態(tài)分配的主設(shè)備號總是小于 256，如果每個桶都有字符設(shè)備編號了，那動態(tài)分配就會失敗。

3. 根據(jù)參數(shù)設(shè)置 char_device_struct 結(jié)構(gòu)中的初始設(shè)備號，范圍大小及設(shè)備驅(qū)動名稱。

4. 計算出主設(shè)備號所對應(yīng)的散列桶，為新的 char_device_struct 結(jié)構(gòu)尋找正確的位置。同時，如果設(shè)備編號范圍有重復(fù)的話，則出錯返回。

5. 將新的 char_device_struct 結(jié)構(gòu)插入散列表中，并返回 char_device_struct 結(jié)構(gòu)的地址。

分析完 __register_chrdev_region() 后，我們來一個個看那三個注冊函數(shù)。首先是 register_chrdev_region()。

register_chrdev_region() 函數(shù)用于分配指定的設(shè)備編號范圍。如果申請的設(shè)備編號范圍跨越了主設(shè)備號，它會把分配范圍內(nèi)的編號按主設(shè)備號分割成較小的子范圍，并在每個子范圍上調(diào)用 __register_chrdev_region() 。如果其中有一次分配失敗的話，那會把之前成功分配的都全部退回。

alloc_chrdev_region() 函數(shù)用于動態(tài)申請設(shè)備編號范圍，這個函數(shù)好像并沒有檢查范圍過大的情況，不過動態(tài)分配總是找個空的散列桶，所以問題也不大。通過指針參數(shù)返回實際獲得的起始設(shè)備編號。

最 后一個 register_chrdev() 是一個老式分配設(shè)備編號范圍的函數(shù)。它分配一個單獨主設(shè)備號和 0 ~ 255 的次設(shè)備號范圍。如果申請的主設(shè)備號為 0 則動態(tài)分配一個。該函數(shù)還需傳入一個 file_operations 結(jié)構(gòu)的指針，函數(shù)內(nèi)部自動分配了一個新的 cdev 結(jié)構(gòu)。關(guān)于這些，在后續(xù)講字符設(shè)備驅(qū)動的注冊時會說明。

注銷和 注冊分配字符設(shè)備編號范圍類似，內(nèi)核提供了兩個注銷字符設(shè)備編號范圍的函數(shù)，分別是 unregister_chrdev_region() 和 unregister_chrdev() 。它們都調(diào)用了 __unregister_chrdev_region() 函數(shù)。由于比較簡單，就不加說明了，只把代碼貼出來。

注意， unregister_chrdev() 會把 register_chrdev() 中自動分配的 cdev 給注銷掉。