mknod利用udev、sys动态创建linux设备结点

在Linux 2.6内核中，devfs被认为是过时的方法，并最终被抛弃，udev取代了它。udev的一个很重要的特点就是可以动态创建设备结点。那我们现在如何通过udev和sys文件系统动态创建设备结点呢？
用udev在/dev/下动态生成设备文件，这样用户就不用手工调用mknod了。

利用的kernel API：    
    class_create        :    创建class 
    class_destroy        :    销毁class 
    class_device_create    :    创建device 
    class_device_destroy    :    销毁device

注意，这些API是2.6.13开始有的，在2.6.13之前，应当使用 
class_simple_create 
class_simple_destroy 
class_simple_device_add 
class_simple_device_remove 
这一系列，也就是ldd3第14章描述的。 详见: 
    
https:/ n.net/Articles/128644/ 
Output: 
=========================================== 
[root@localhost dynamic_dev_node]# insmod ./dummy_dev.ko 
[root@localhost dynamic_dev_node]# file /dev/dummy_dev0 
/dev/dummy_dev0: character special (250/0) 
[root@localhost dynamic_dev_node]# rmmod dummy_dev.ko 
[root@localhost dynamic_dev_node]# file /dev/dummy_dev0 
/dev/dummy_dev0: ERROR: cannot open `/dev/dummy_dev0' (No such file or directory)

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux pes.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux ev.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux st.h>
#include <linux/pci.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/unistd.h>

#define THIS_DESCRIPTION "/
This module is a dummy device driver, it register/n/
/t/ta char device, and utilize udev to create/destroy /n/
/t/tdevice node under /dev/ dynamicallly."

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("albcamus <[email protected]>");
MODULE_DESCRIPTION(THIS_DESCRIPTION);

#define DUMMY_MAJOR 250
#define DUMMY_MINOR 0
#define DUMMY_NAME "dummy_dev"


/**
* the open routine of 'dummy_dev'
*/
static int dummy_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("Open OK/n");
    return 0;
}
/**
* the write routine of 'dummy_dev'
*/
static ssize_t dummy_write(struct file *filp, const char *bp, size_t count, loff_t *ppos)
{
    printk("Don't Write!/n");
    return 0;
}
/**
* the read routine of 'dummy_dev'
*/
static ssize_t dummy_read(struct file *filp, char *bp, size_t count, loff_t *ppos)
{
    return 0;
}
/**
* the ioctl routine of 'dummy_dev'
*/
static int dummy_ioctl(struct inode *inode, struct file *filep,
            unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    return 0;
}

/**
* file_operations of 'dummy_dev'
*/
static struct file_operations dummy_dev_ops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = dummy_open,
    .read = dummy_read,
    .write = dummy_write,
    .ioctl = dummy_ioctl,
};

/**
* struct cdev of 'dummy_dev'
*/
struct cdev *my_cdev;
struct class *my_class;

static int __init my_init(void)
{
    int err, devno = MKDEV(DUMMY_MAJOR, DUMMY_MINOR);

    /* register the 'dummy_dev' char device */
    my_cdev = cdev_alloc();
    cdev_init(my_cdev, &dummy_dev_ops);
    my_cdev->owner = THIS_MODULE;
    err = cdev_add(my_cdev, devno, 1);
    if (err != 0)
        printk("dummy pci device register failed!/n");
    /* creating your own class */
    my_class = class_create(THIS_MODULE, "dummy_class");
    if(IS_ERR(my_class)) {
        printk("Err: failed in creating class./n");
        return -1;
    }
    /* register your own device in sysfs, and this will cause udevd to create corresponding device node */
    class_device_create(my_class, NULL, MKDEV(DUMMY_MAJOR, DUMMY_MINOR), NULL, DUMMY_NAME "%d", DUMMY_MINOR );

    return 0;
}
static void __exit my_fini(void)
{
    printk("bye/n");
    cdev_del(my_cdev);
    / ree(my_cdev); no use. because that cdev_del() will call kfree if neccessary.

    class_device_destroy(my_class, MKDEV(DUMMY_MAJOR, DUMMY_MINOR));
    class_destroy(my_class);
}

module_init(my_init);
module_exit(my_fini);

原来2.6.15中的函数： 
class_device_create（）； 
class_device_destroy（）； 
在2.6.27中变为： 
device_create（） 
device_destroy（）
第一、什么是udev？ 
这篇文章UDEV Primer给我们娓娓道来，花点时间预习一下是值得的。当然，不知道udev是什么也没关系， 
把它当个助记符好了，有了下面的上路指南，可以节省很多时间。我们只需要树立一个信念：udev很简单！ 
嵌入式的udev应用尤其简单。 
第二、为什么udev要取代devfs？ 
这是生产关系适应生产力的需要，udev好，devfs坏，用好的不用坏的。 
udev是硬件平台无关的，属于user space的进程，它脱离驱动层的关联而建立在操作系统之上，基于这种设
计实现，我们可以随时修改及删除/dev下的设备文件名称和指向，随心所欲地按照我们的愿望安排和管理设 
备文件系统，而完成如此灵活的功能只需要简单地修改udev的配置文件即可，无需重新启动操作系统。udev 
已经使得我们对设备的管理如探囊取物般轻松自如。 
第三、如何得到udev？ 
udev的主页在这里：http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/udev.html 
我们按照下面的步骤来生成udev的工具程序，以arm-linux为例： 
1、wget http://www.us.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/udev-100.tar.bz2 
2、tar xjf udev-100.tar.bz2 
3、cd udev-100 编辑Makefile，查找CROSS_COMPILE，修改CROSS_COMPILE ?= arm-linux- 
4、make 
没有什么意外的话当前目录下生成udev,udevcontrol,udevd,udevinfo,udevmonitor,udevsettle,udevstart, 
udevtest,udevtrigger九个工具程序，在嵌入式系统里，我们只需要udevd和udevstart就能使udev工作得很好， 
其他工具则帮助我们完成udev的信息察看、事件捕捉或者更高级的操作。 
另外一个方法是直接使用debian提供的已编译好的二进制包，美中不足的是版本老了一些。 
1、wget http://ftp.us.debian.org/debian/pool/main/u/udev/udev_0.056-3_arm.deb 
2、ar -xf udev_0.056-3_arm.deb 
3、tar xzf data.tar.gz 
在sbin目录里就有我们需要的udevd和udevstart工具程序。 
建议大家采用第一种方式生成的udevd和udevstart。为什么要用最新udev呢？新的强，旧的弱，用强的不用弱的。 
第四、如何配置udev？ 
首先，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，也就是说，在上电之前系统上是没有足够的设备文件可用的，我们需要一些技巧让kernel先引导起来。 
由于在kernel启动未完成以前我们的设备文件不可用，如果使用mtd设备作为rootfs的挂载点，这个时候/dev/mtdblock这个设备目录是不存在的，我们无法让kernel通过/dev/mtdblock/X这样的设备找到rootfs，kernel只好停在那里惊慌。这个问题我们可以通过给kernel传递设备号的方式来解决，在linux系统中，mtdblock的主设备号是31，part号从0开始，那么以前的/dev/mtdblock/3就等同于31:03，以次类推，所以我们只需要修改bootloader传给kernel的cmd line参数，使root=31:03，就可以让kernel在udevd未起来之前成功的找到rootfs。 
另外一种方法就是给kernel传递未经归类的设备文件名，在udev未创建之前，所有的设备实际上已经通过sysfs建立，mtdblockX的位置相对于/sys/block/mtdblockX/dev，这个文件里存放着mtdblockX的设备号，形式与上一种方式相同。这时由于没有相应的udev规则，所有的设备都被隐含地映射到/dev目录下，mtdblockX对应于/dev/mtdbockX，这样我们给kernel传递root=/dev/mtdblock3，kernel发现/dev没有被建立，就自动从映射表里查找对应关系，最后取出/sys/block/mtdblockX/dev里的设备号，完成rootfs的挂载。

其次，需要做的工作就是重新生成rootfs，把udevd和udevstart复制到/sbin目录。然后我们需要在/etc/下为udev建立设备规则，这可以说是udev最为复杂的一步。这篇文章提供了最完整的指导：Writing udev rules文中描述的复杂规则我们可以暂时不用去理会，上路指南将带领我们轻松穿过这片迷雾。这里提供一个由简入繁的方法，对于嵌入式系统，这样做可以一劳永逸。 
1、在前面用到的udev-100目录里，有一个etc目录，里面放着的udev目录包含了udev设备规则的详细样例文本。为了简单而又简洁，我们只需要用到etc/udev/udev.conf这个文件，在我们的rootfs/etc下建立一个udev目录，把它复制过去，这个文件很简单，除了注释只有一行，是用来配置日志信息的，嵌入式系统也许用不上日志，但是udevd需要检查这个文件。 
2、在rootfs/etc/udev下建立一个rules.d目录，生成一个空的配置文件touch etc/udev/rules.d/udev.conf。然后 
我们来编辑这个文件并向它写入以下配置项： 
############################################### 
# vc devices 
KERNEL=="tty[0-9]*", NAME="vc/%n" 
# block devices 
KERNEL=="loop[0-9]*", NAME="loop/%n" 
# mtd devices 
KERNEL=="mtd[0-9]*", NAME="mtd/%n" 
KERNEL=="mtdblock*", NAME="mtdblock/%n" 
# input devices 
KERNEL=="mice" NAME="input/%k" 
KERNEL=="mouse[0-9]*", NAME="input/%k" 
KERNEL=="ts[0-9]*", NAME="input/%k" 
KERNEL=="event[0-9]*", NAME="input/%k" 
# misc devices 
KERNEL=="apm_bios", NAME="misc/%k" 
KERNEL=="rtc", NAME="misc/%k" 
################################################ 
保存它，我们的设备文件系统基本上就可以了，udevd和udevstart会自动分析这个文件。 
3、为了使udevd在kernel起来后能够自动运行，我们在rootfs/etc/init.d/rcS中增加以下几行： 
################################## 
/bin/mount -t tmpfs tmpfs /dev 
echo "Starting udevd..." 
/sbin/udevd --daemon 
/sbin/udevstart 
################################## 
4、重新生成rootfs，烧写到flash指定的rootfs part中。 
5、如果需要动态改变设备规则，可以把etc/udev放到jffs或yaffs part，以备修改，根据需求而定，可以随时扩充udev.conf中的配置项。