什么是字符设备驱动程序？
操作系统中的设备可以分为两种：块设备和字符设备。块设备是一个可以读写任意长度数据的设备，而字符设备则是一个可以流式读写字符流的设备。字符设备包括像终端、串口等设备。字符设备驱动程序就是用来向操作系统提供访问这些设备的接口的程序。
字符设备驱动的数据结构
在编写字符设备驱动程序时，需要创建并填充一个字符设备结构体。其中包括常规设备驱动结构体（如file_operations），还可以包括其他特定于字符设备的结构体。字符设备驱动程序还需要实现字符设备驱动接口，这些接口允许用户空间程序调用操作并读写字符设备。
另外需要注意的是，在 Linux 内核中，字符设备驱动程序要注册驱动程序，以便让操作系统知道该驱动程序的存在，注册驱动程序需要填写字符设备结构体中的具体信息，如设备名称、主设备号等。
字符设备驱动程序的实现
字符设备驱动程序的实现可以分为两个部分：初始化和数据交换。
初始化是指创建字符设备、在系统中注册设备节点等准备工作。当用户空间程序调用 open 函数时，操作系统会初始化字符设备驱动程序并返回一个 file 结构体。这个结构体用于在后续的数据交换过程中跟踪文件状态。当用户空间发起读/写操作时，操作系统会调用字符设备驱动程序中的 read/write 函数。在这些函数之内，驱动程序可以使用 copy_to_user 和 copy_from_user 函数与用户空间进行数据交换。这样，在用户空间程序和字符设备之间就建立了一个输入/输出流，程序可以通过向该流写入或读取数据来与设备进行交互。
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