字符设备驱动程序自动创建设备节点详解

Posted 2022-05-06 正在起飞的蜗牛

1、设备节点介绍

(1)在linux中一切皆是文件，对上层程序来说设备驱动程序不过就是设备文件，在我们向内核注册好驱动程序后，需要创建对应的设备节点，然后上层应用程序通过读写设备节点的方式去操作硬件；
(2)设备节点本质上就是文件，不是普通类型的文件，是字符设备文件、块设备文件、网络设备文件等特殊文件，但是都是用统一的open、read等函数去操作；
(3)设备节点在"/dev/"目录下；

2、手动创建设备节点

(1)在驱动程序注册成功后，可以用mknod命令可以手动创建设备节点；
(2)比如：mknod /dev/com1 c 237 1，创建主设备号是237次设备号是1的设备节点/dev/com1；
补充：必须想办法知道驱动程序注册时候的主次设备号；

3、用udev自动创建设备节点

3.1、udev介绍

(1)udev 是一个工作在用户空间的工具， 它能根据系统中硬件设备的状态动态的更新设备文件， 包括设备文件的创建， 删除， 权限等；
(2)udev 运行在用户模式， 而非内核中;
(3) 创建的文件通常都定义在/dev 目录下，但也可以在配置文件中指定。

自动创建设备节点的步骤

(1)在/sys/class/目录下创建一个类；
(2)在对应的类下面创建设备；

3.2、创建类和注销类

//创建类
#define class_create(owner, name)		\\
(						\\
	static struct lock_class_key __key;	\\
	__class_create(owner, name, &__key);	\\
)

//注销类:传入创建类时返回的struct class结构体指针
void class_destroy(struct class *cls)

	if ((cls == NULL) || (IS_ERR(cls)))
		return;

	class_unregister(cls);

创建类：

(1)返回值：返回一个struct class结构体指针；
(2)owner：模块所有者，一般填THIS_MODULE；
(3)name：类名字；
(4)函数功能：返回一个struct class结构体指针，在/sys/class/目录下新建名字为name的类；

3.3、创建设备和注销设备

//创建类下面的设备
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
			     dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...);

//注销创建的设备：传入struct class结构体指针和主次设备号
void device_destroy(struct class *class, dev_t devt);

创建设备：
(1)返回值：struct device结构体指针，用来表示新创建的设备；
(2)class：创建的类，就是这个设备属于哪个类；
(3)parent：设备的父节点，没有就填NULL；
(4)devt：驱动程序的主次设备号；
(5)drvdata：添加到设备的数据，调用的时候会用到，没有就填NULL；
(6)fmt：这是个可变参数，传入的是设备的名字；fmt可以和sprintf()函数做类比，可以用%d、%s等来构造设备的名字；
(7)函数功能：在指定类创建名字是fmt的设备，并在创建**/dev/fmt**设备节点；

3.4、自动创建设备节点的代码实例

static int major = 237;
static int minor = 0;
static dev_t devno;
struct device *class_dev = NULL;
struct class *cls;

static struct file_operations hello_ops = 

	.open = hello_open,
	.release = hello_release,
;

static int hello_init(void)

	int result;
	int error;
	
	//注册字符驱动程序
	result = register_chrdev(major, "hello", &hello_ops);

	//创建类
	cls = class_create(THIS_MODULE, "hellocls");

	//生成设备号
	devno = MKDEV(major, minor);
	
	//创建设备
	class_dev = device_create(cls, NULL, devno, NULL, "hellodev");
	return 0;

out_err_2:
	class_destroy(cls);
out_err_1:
	unregister_chrdev(major,"hello");
	return 	result;

3.5、代码实现效果

(1)在/sys/class/目录下多了hellocls类；
(2)hellocls类下面有hellodev设备；
(3)hellodev设备下面有文件，里面记录了主次设备号，设备名等信息；
(4)会在/dev/目录下创建hellodev设备的设备节点：/dev/hellodev；

4、两种创建方式对比

(1)手动创建设备节点：必须在设备驱动注册成功之后拿到主次设备号，用mknod命令去创建设备节点，虽然可以用脚本来实现，但是还是比较笨拙；
(2)自动创建设备节点：直接在设备驱动代码中添加自动创建设备节点的代码，驱动程序注册成功后便创建好了设备节点，明显比较方便；
总结：尽量使用自动创建设备节点，少使用手动创建设备节点；

参考内容：博主“一口linux”的驱动讲解部分；