Linux 字符设备驱动结构（二）—— 自动创建设备节点

Linux 字符设备驱动结构（二）—— 自动创建设备节点。

第一种是使用mknod手工创建：mknod filename type 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：

1. class_create(…) 函与class_destroy

其实该函数是一个宏
原型：

/* This is a #define to keep the compiler from merging different
 * instances of the __key variable */
#define class_create(owner, name)    \
({            \
  static struct lock_class_key __key;  \
  __class_create(owner, name, &__key);  \
})
/*
功能：创建一个类
参数：
  owner  THIS_MODULE
  name   类名字
返回值
  可以定义一个struct class的指针变量cls接受返回值，然后通过IS_ERR(cls)判断
  是否失败，如果成功这个宏返回0，失败返回非9值（可以通过PTR_ERR(cls)来获得
  失败返回的错误码）
*/

__class_create(owner, name, &__key)源代码如下：

struct class *__class_create(struct module *owner, const char *name,
			     struct lock_class_key *key)
{
	struct class *cls;
	int retval;
 
	cls = kzalloc(sizeof(*cls), GFP_KERNEL);
	if (!cls) {
		retval = -ENOMEM;
		goto error;
	}
 
	cls->name = name;
	cls->owner = owner;
	cls->class_release = class_create_release;
 
	retval = __class_register(cls, key);
	if (retval)
		goto error;
 
	return cls;
 
error:
	kfree(cls);
	return ERR_PTR(retval);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(__class_create);

class_destroy函数：

void class_destroy(struct class *cls){
	if ((cls == NULL) || (IS_ERR(cls)))
		return;
 
	class_unregister(cls);
}

2. device_create(…) 函数

原型：

struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
           dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
/*
功能：创建一个字符设备文件
参数：
     class ：指向该设备应注册到的结构类的指针
     parent：指向这个新设备的父结构设备的指针(如果有的话)，一般设为NULL
     devt：设备号
     drvdata：null
     fmt：设备名称的字符串
返回值：
成功时返回&struct设备指针，错误时返回ERR_PTR()。
*/

下面是源码解析：

struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
			     dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
{
	va_list vargs;
	struct device *dev;
 
	va_start(vargs, fmt);
	dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);
	va_end(vargs);
	return dev;
}

device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs)解析如下：

struct device *device_create_vargs(struct class *class, struct device *parent,
				   dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt,
				   va_list args)
{
	return device_create_groups_vargs(class, parent, devt, drvdata, NULL,
					  fmt, args);
}

3. 一个实例

hello.c：

#include 
#include 
#include 
#include 
 
static int major = 250;
static int minor=0;
static dev_t devno;
static struct class *cls;
static struct device *test_device;
 
static int hello_open (struct inode *inode, struct file *filep){
	printk("hello_open \n");
	return 0;
}
static struct file_operations hello_ops=
{
	.open = hello_open,
};
 
static int hello_init(void){
	int ret;	
	printk("hello_init \n");
 
 
	devno = MKDEV(major,minor);
	ret = register_chrdev(major,"hello",&hello_ops);
 
	cls = class_create(THIS_MODULE, "myclass");
	if(IS_ERR(cls)){
		unregister_chrdev(major,"hello");
		return -EBUSY;
	}
	test_device = device_create(cls,NULL,devno,NULL,"hello");//mknod /dev/hello
	if(IS_ERR(test_device)){
		class_destroy(cls);
		unregister_chrdev(major,"hello");
		return -EBUSY;
	}	
	return 0;
}
static void hello_exit(void){
	device_destroy(cls,devno);
	class_destroy(cls);	
	unregister_chrdev(major,"hello");
	printk("hello_exit \n");
}

MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

test.c：

#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main(){
	int fd;

	fd = open("/dev/hello",O_RDWR);
	if(fd<0){
		perror("open fail \n");
		return ;
	}

	close(fd);
}

makefile：

ifneq  ($(KERNELRELEASE),)
obj-m:=hello.o
$(info "2nd")
else
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD:=$(shell pwd)
all:
	$(info "1st")
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
	rm -f *.ko *.o *.symvers *.mod.c *.mod.o *.order
endif

下面可以看几个class几个名字的对应关系：