Linux下的設備驅動程序被組織為一組完成不同任務的函數的集合，通過這些函數使得linux的設備操作猶如文件一般。在應用程序看來，硬件設備只是一個設備文件，應用程序可以象操作普通文件一樣對硬件設備進行操作，如open()、close()、read()、write() 等。

Linux主要將設備分為二類：字符設備和塊設備。字符設備是指設備發送和接收數據以字符的形式進行；而塊設備則以整個數據緩沖區的形式進行。字符設備的驅動相對比較簡單。

下面我們來假設一個非常簡單的虛擬字符設備：這個設備中只有一個4個字節的全局變量int global_var，而這個設備的名字叫做"globalvar"。對"globalvar"設備的讀寫等操作即是對其中全局變量global_var的操作。

驅動程序是內核的一部分，因此我們需要給其添加模塊初始化函數，該函數用來完成對所控設備的初始化工作，并調用register_chrdev() 函數注冊字符設備：

static int __init globalvar_init(void)
{
  if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " globalvar ", &gobalvar_fops))

　{

　　//…注冊失敗

　}

　else

　{

　　//…注冊成功

　}
}

其中，register_chrdev函數中的參數MAJOR_NUM為主設備號, "globalvar"為設備名，globalvar_fops為包含基本函數入口點的結構體，類型為file_operations。當globalvar模塊被加載時，globalvar_init被執行，它將調用內核函數register_chrdev，把驅動程序的基本入口點指針存放在內核的字符設備地址表中，在用戶進程對該設備執行系統調用時提供入口地址。

與模塊初始化函數對應的就是模塊卸載函數，需要調用register_chrdev()的"反函數"

unregister_chrdev()：

static void __exit globalvar_exit(void)

{

　if (unregister_chrdev(MAJOR_NUM, " globalvar "))

　{

　　//…卸載失敗

　}

　else

　{

　　//…卸載成功

　}

}

隨著內核不斷增加新的功能，file_operations結構體已逐漸變得越來越大，但是大多數的驅動程序只是利用了其中的一部分。對于字符設備來說，要提供的主要入口有：open()、release()、read()、write()、ioctl()、llseek()、poll()等。

open()函數　對設備特殊文件進行open()系統調用時，將調用驅動程序的open() 函數：

int (*open)(struct inode * ,struct file *);

其中參數inode為設備特殊文件的inode (索引結點) 結構的指針，參數file是指向這一設備的文件結構的指針。open()的主要任務是確定硬件處在就緒狀態、驗證次設備號的合法性(次設備號可以用 MINOR(inode-> i - rdev) 取得)、控制使用設備的進程數、根據執行情況返回狀態碼(0表示成功，負數表示存在錯誤)等；

release()函數　當最后一個打開設備的用戶進程執行close ()系統調用時，內核將調用驅動程序的release() 函數：

void (*release) (struct inode * ,struct file *) ;

release 函數的主要任務是清理未結束的輸入/輸出操作、釋放資源、用戶自定義排他標志的復位等。

read()函數　當對設備特殊文件進行read() 系統調用時，將調用驅動程序read()函數：

ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *);

用來從設備中讀取數據。當該函數指針被賦為NULL 值時，將導致read 系統調用出錯并返回-EINVAL（"Invalid argument，非法參數"）。函數返回非負值表示成功讀取的字節數（返回值為"signed size"數據類型，通常就是目標平臺上的固有整數類型）。

globalvar_read函數中內核空間與用戶空間的內存交互需要借助第2節所介紹的函數：

static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t *off)

{

　…

　copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int));

　…

}

write( ) 函數　當設備特殊文件進行write () 系統調用時，將調用驅動程序的write () 函數：

ssize_t (*write) (struct file *, const char *, size_t, loff_t *);

向設備發送數據。如果沒有這個函數，write 系統調用會向調用程序返回一個-EINVAL。如果返回值非負，則表示成功寫入的字節數。

globalvar_write函數中內核空間與用戶空間的內存交互需要借助第2節所介紹的函數：

static ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t　*off)

{

…

copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int));

…

}

ioctl() 函數　該函數是特殊的控制函數，可以通過它向設備傳遞控制信息或從設備取得狀態信息，函數原型為：

int (*ioctl) (struct inode * ,struct file * ,unsigned int ,unsigned long);

unsigned int參數為設備驅動程序要執行的命令的代碼，由用戶自定義，unsigned long參數為相應的命令提供參數，類型可以是整型、指針等。如果設備不提供ioctl 入口點，則對于任何內核未預先定義的請求，ioctl 系統調用將返回錯誤（-ENOTTY，"No such ioctl fordevice，該設備無此ioctl 命令"）。如果該設備方法返回一個非負值，那么該值會被返回給調用程序以表示調用成功。