Linux设备文件自动生成

Posted 2020-08-23 Green

第一种是使用mknod手工创建：# mknod <devfilename> <devtype> <major> <minor>

第二种是自动创建设备节点：利用udev（mdev）来实现设备文件的自动创建，首先应保证支持udev（mdev），由busybox配置。

      具体udev相关知识这里不详细阐述，可以移步Linux 文件系统与设备文件系统 —— udev 设备文件系统，这里主要讲使用方法。     

    在驱动用加入对udev 的支持主要做的就是：在驱动初始化的代码里调用class_create(...)为该设备创建一个class，再为每个设备调用device_create(...)创建对应的设备。

    内核中定义的struct class结构体，顾名思义，一个struct class结构体类型变量对应一个类，内核同时提供了class_create(…)函数，可以用它来创建一个类，这个类存放于sysfs下面，一旦创建好了这个类，再调用 device_create(…)函数来在/dev目录下创建相应的设备节点。

     这样，加载模块的时候，用户空间中的udev会自动响应 device_create()函数，去/sysfs下寻找对应的类从而创建设备节点。 

下面是两个函数的解析：

支持字符设备文件自动生成
linux/device.h

struct class *class_create(struct module *owner, const char *name);
/*
　　功能：在/sys/class目录下创建一个目录，目录名是name指定的
　　参数：
　　　　struct module *owner - THIS_MODULE
　　　　const char *name - 设备名
　　返回值：
　　　　成功：class指针
　　　　失败: - bool IS_ERR(const void *ptr)　　判断是否出错
　  　　　　　　long PTR_ERR(const void *ptr)　　转换错误码
*/

void class_destroy(struct class *cls);
/*
　　功能：删除class指针指向的目录
　　参数：
　　　　struct class *cls - class指针
*/

struct device *device_create(struct class *cls, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...);
/* 
　　功能：
　　　　在class指针指向的目录下再创建一个目录，目录名由const char *fmt, ...指出、并导出设备信息（dev_t）
　　参数：
　　　　struct class *cls - class指针
　　　　struct device *parent - 父对象,NULL
　　　　dev_t devt - 设备号
　　　　void *drvdata - 驱动私有数据
　　　　const char *fmt, ... - fmt是目录名字符串格式，...就是不定参数
　　返回值：
　　　　成功 - device指针
　　　　失败 - bool IS_ERR(const void *ptr)　　判断是否出错
　　　　　　　long PTR_ERR(const void *ptr) 　　转换错误码
*/

void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt);
/*
　　功能：删除device_create创建的目录
　　参数：
　　　　struct class *cls - class指针
　　　　dev_t devt - 设备号
*/

创建次序
struct class *class_create(struct module *owner, const char *name);
struct device *device_create(struct class *cls, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...);
删除次序
void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt);
void class_destroy(struct class *cls);

实例：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/current.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/device.h>

MODULE_LICENSE("GPL");

static struct class *cls = NULL;

static int major = 0;
static int minor = 0;
const  int count = 6;

#define DEVNAME    "demo"

static struct cdev *demop = NULL;

//打开设备
static int demo_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    //get command and pid
    printk(KERN_INFO "%s : %s : %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}

//关闭设备
static int demo_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    //get major and minor from inode
    printk(KERN_INFO "%s : %s : %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}

static struct file_operations fops = {
    .owner    = THIS_MODULE,
    .open    = demo_open,
    .release= demo_release,
};

static int __init demo_init(void)
{
    dev_t devnum;
    int ret, i;
    struct device *devp = NULL;

    //1. alloc cdev obj
    demop = cdev_alloc();
    if(NULL == demop){
        return -ENOMEM;
    }
    //2. init cdev obj
    cdev_init(demop, &fops);

    ret = alloc_chrdev_region(&devnum, minor, count, DEVNAME);
    if(ret){
        goto ERR_STEP;
    }
    major = MAJOR(devnum);

    //3. register cdev obj
    ret = cdev_add(demop, devnum, count);
    if(ret){
        goto ERR_STEP1;
    }
    cls = class_create(THIS_MODULE, DEVNAME);
    if(IS_ERR(cls)){
        ret = PTR_ERR(cls);
        goto ERR_STEP1;
    }
    for(i = minor; i < (count+minor); i++){
        devp = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "%s%d", DEVNAME, i);
        if(IS_ERR(devp)){
            ret = PTR_ERR(devp);
            goto ERR_STEP2;
        }
    }
    return 0;

ERR_STEP2:
    for(--i; i >= minor; i--){
        device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    }
    class_destroy(cls);

ERR_STEP1:
    unregister_chrdev_region(devnum, count);

ERR_STEP:
    cdev_del(demop);

    //get command and pid
    printk(KERN_INFO "%s : %s : %d - fail.\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return ret;
}

static void __exit demo_exit(void)
{
    int i;
    //get command and pid
    printk(KERN_INFO "%s : %s : %d - leave.\n", __FILE__, __func__, __LINE__);

    for(i=minor; i < (count+minor); i++){
        device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    }
    class_destroy(cls);

    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, minor), count);

    cdev_del(demop);
}

module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);

下面可以看几个class几个名字的对应关系：