如何手动创建一个设备节点，写出主要命令及参数
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发布时间：2022-04-22 13:34
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时间：2023-10-15 23:25
在刚开始写Linux设备驱动程序的时候，很多时候都是利用mknod命令手动创建设备节点，实际上Linux内核为我们提供了一组函数，可以用来在模块加载的时候自动在/dev目录下创建相应设备节点，并在卸载模块时删除该节点。
在2.6.17以前，在/dev目录下生成设备文件很容易，
devfs_mk_bdev
devfs_mk_cdev
devfs_mk_symlink
devfs_mk_dir
devfs_remove
这几个是纯devfs的api，2.6.17以前可用，但后来devfs被sysfs+udev的形式取代，同时期sysfs文件系统可以用的api：
class_device_create_file，在2.6.26以后也不行了，现在，使用的是device_create ，从2.6.18开始可用
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
dev_t devt, const char *fmt, ...)
从2.6.26起又多了一个参数drvdata： the data to be added to the device for callbacks
不会用可以给此参数赋NULL
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
下面着重讲解第三种方法udev
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(...)( 在2.6较早的内核中用class_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。
struct class和class_create(…) 以及device_create(…)都包含在在/include/linux/device.h中，使用的时候一定要包含这个头文件，否则编译器会报错。
struct class定义在头文件include/linux/device.h中
class_create(…)在/drivers/base/class.c中实现
device_create(…)函数在/drivers/base/core.c中实现
class_destroy(...),device_destroy(...)也在/drivers/base/core.c中实现调用过程类似如下：
static struct class *spidev_class;
/*-------------------------------------------------------------------------*/
static int __devinit spidev_probe(struct spi_device *spi)
{
....
dev =device_create(spidev_class, &spi->dev, spidev->devt,
spidev, "spidev%d.%d",
spi->master->bus_num, spi->chip_select);
...
}
static int __devexit spidev_remove(struct spi_device *spi)
{
......
device_destroy(spidev_class, spidev->devt);
.....
return 0;
}
static struct spi_driver spidev_spi = {
.driver = {
.name = "spidev",
.owner = THIS_MODULE,
},
.probe = spidev_probe,
.remove = __devexit_p(spidev_remove),
};
/*-------------------------------------------------------------------------*/
static int __init spidev_init(void)
{
....
spidev_class =class_create(THIS_MODULE, "spidev");
if (IS_ERR(spidev_class)) {
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, spidev_spi.driver.name);
return PTR_ERR(spidev_class);
}
....
}
mole_init(spidev_init);
static void __exit spidev_exit(void)
{
......
class_destroy(spidev_class);
......
}
mole_exit(spidev_exit);
MODULE_DESCRIPTION("User mode SPI device interface");
MODULE_LICENSE("GPL");
下面以一个简单字符设备驱动来展示如何使用这几个函数
#include <linux/mole.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
int HELLO_MAJOR = 0;
int HELLO_MINOR = 0;
int NUMBER_OF_DEVICES = 2;
struct class *my_class;
//struct cdev cdev;
//dev_t devno;
struct hello_dev {
struct device *dev;
dev_t chrdev;
struct cdev cdev;
};
static struct hello_dev *my_hello_dev = NULL;
struct file_operations hello_fops = {
.owner = THIS_MODULE
};
static int __init hello_init (void)
{
int err = 0;
struct device *dev;
my_hello_dev = kzalloc(sizeof(struct hello_dev), GFP_KERNEL);
if (NULL == my_hello_dev) {
printk("%s kzalloc failed!\n",__func__);
return -ENOMEM;
}
devno = MKDEV(HELLO_MAJOR, HELLO_MINOR);
if (HELLO_MAJOR)
err= register_chrdev_region(my_hello_dev->chrdev, 2, "memdev");
else
{
err = alloc_chrdev_region(&my_hello_dev->chrdev, 0, 2, "memdev");
HELLO_MAJOR = MAJOR(devno);
}
if (err) {
printk("%s alloc_chrdev_region failed!\n",__func__);
goto alloc_chrdev_err;
}
printk("MAJOR IS %d\n",HELLO_MAJOR);
cdev_init(&(my_hello_dev->cdev), &hello_fops);
my_hello_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
err = cdev_add(&(my_hello_dev->cdev), my_hello_dev->chrdev, 1);
if (err) {
printk("%s cdev_add failed!\n",__func__);
goto cdev_add_err;
}
printk (KERN_INFO "Character driver Registered\n");
my_class =class_create(THIS_MODULE,"hello_char_class"); //类名为hello_char_class
if(IS_ERR(my_class))
{
err = PTR_ERR(my_class);
printk("%s class_create failed!\n",__func__);
goto class_err;
}
dev = device_create(my_class,NULL,my_hello_dev->chrdev,NULL,"memdev%d",0); //设备名为memdev
if (IS_ERR(dev)) {
err = PTR_ERR(dev);
gyro_err("%s device_create failed!\n",__func__);
goto device_err;
}
printk("hello mole initialization\n");
return 0;
device_err:
device_destroy(my_class, my_hello_dev->chrdev);
class_err:
cdev_del(my_hello_dev->chrdev);
cdev_add_err:
unregister_chrdev_region(my_hello_dev->chrdev, 1);
alloc_chrdev_err:
kfree(my_hello_dev);
return err;
}
static void __exit hello_exit (void)
{
cdev_del (&(my_hello_dev->cdev));
unregister_chrdev_region (my_hello_dev->chrdev,1);
device_destroy(my_class, devno); //delete device node under /dev//必须先删除设备，再删除class类
class_destroy(my_class); //delete class created by us
printk (KERN_INFO "char driver cleaned up\n");
}
mole_init (hello_init);
mole_exit (hello_exit);
MODULE_LICENSE ("GPL");
这样，模块加载后，就能在/dev目录下找到memdev这个设备节点了。
例2:内核中的drivers/i2c/i2c-dev.c
在i2cdev_attach_adapter中调用device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,
MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), NULL,
"i2c-%d", adap->nr);
这样在dev目录就产生i2c-0 或i2c-1节点
接下来就是udev应用，udev是应用层的东西，udev需要内核sysfs和tmpfs的支持，sysfs为udev提供设备入口和uevent通道，tmpfs为udev设备文件提供存放空间
udev的源码可以在去相关网站下载，然后就是对其在运行环境下的移植，指定交叉编译环境，修改Makefile下的CROSS_COMPILE，如为mipsel-linux-，DESTDIR=xxx，或直接make CROSS_COMPILE=mipsel-linux-,DESTDIR=xxx 并install
把主要生成的udevd、udevstart拷贝rootfs下的/sbin/目录内，udev的配置文件udev.conf和rules.d下的rules文件拷贝到rootfs下的/etc/目录内
并在rootfs/etc/init.d/rcS中添加以下几行：
echo “Starting udevd...”
/sbin/udevd --daemon
/sbin/udevstart
（原rcS内容如下：
# mount filesystems
/bin/mount -t proc /proc /proc
/bin/mount -t sysfs sysfs /sys
/bin/mount -t tmpfs tmpfs /dev
# create necessary devices
/bin/mknod /dev/null c 1 3
/bin/mkdir /dev/pts
/bin/mount -t devpts devpts /dev/pts
/bin/mknod /dev/audio c 14 4
/bin/mknod /dev/ts c 10 16
）
这样当系统启动后，udevd和udevstart就会解析配置文件，并自动在/dev下创建设备节点文件
