Linux 字符设备驱动结构（二）—— 自动创建设备节点

上一篇我们介绍到创建设备文件的方法，利用cat /proc/devices查看申请到的设备名，设备号。

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(...) 函数

功能：创建一个类；

下面是具体定义：

[cpp] view plaincopy
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  1. #define class_create(owner, name)       \  
  2. ({                      \  
  3.     static struct lock_class_key __key; \  
  4.     __class_create(owner, name, &__key);    \  
  5. })  

owner：THIS_MODULE
name  : 名字

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

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  1. struct class *__class_create(struct module *owner, const char *name,  
  2.                  struct lock_class_key *key)  
  3. {  
  4.     struct class *cls;  
  5.     int retval;  
  6.   
  7.     cls = kzalloc(sizeof(*cls), GFP_KERNEL);  
  8.     if (!cls) {  
  9.         retval = -ENOMEM;  
  10.         goto error;  
  11.     }  
  12.   
  13.     cls->name = name;  
  14.     cls->owner = owner;  
  15.     cls->class_release = class_create_release;  
  16.   
  17.     retval = __class_register(cls, key);  
  18.     if (retval)  
  19.         goto error;  
  20.   
  21.     return cls;  
  22.   
  23. error:  
  24.     kfree(cls);  
  25.     return ERR_PTR(retval);  
  26. }  
  27. EXPORT_SYMBOL_GPL(__class_create);  

销毁函数：void class_destroy(struct class *cls)

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  1. void class_destroy(struct class *cls)  
  2. {  
  3.     if ((cls == NULL) || (IS_ERR(cls)))  
  4.         return;  
  5.   
  6.     class_unregister(cls);  
  7. }  


2、device_create(...) 函数

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：

      struct class *class  ：类
      struct device *parent：NULL
     dev_t devt  ：设备号
     void *drvdata  ：null、
     const char *fmt  ：名字

返回：

    struct device *

下面是源码解析：

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  1. struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,  
  2.                  dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)  
  3. {  
  4.     va_list vargs;  
  5.     struct device *dev;  
  6.   
  7.     va_start(vargs, fmt);  
  8.     dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);  
  9.     va_end(vargs);  
  10.     return dev;  
  11. }  

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

[cpp] view plaincopy
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  1. struct device *device_create_vargs(struct class *class, struct device *parent,  
  2.                    dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt,  
  3.                    va_list args)  
  4. {  
  5.     return device_create_groups_vargs(class, parent, devt, drvdata, NULL,  
  6.                       fmt, args);  
  7. }  
现在就不继续往下跟了，大家可以继续往下跟；


下面是一个实例：

hello.c

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  1. #include <linux/module.h>  
  2. #include <linux/fs.h>  
  3. #include <linux/cdev.h>  
  4. #include <linux/device.h>  
  5.   
  6. static int major = 250;  
  7. static int minor=0;  
  8. static dev_t devno;  
  9. static struct class *cls;  
  10. static struct device *test_device;  
  11.   
  12. static int hello_open (struct inode *inode, struct file *filep)  
  13. {  
  14.     printk("hello_open \n");  
  15.     return 0;  
  16. }  
  17. static struct file_operations hello_ops=  
  18. {  
  19.     .open = hello_open,  
  20. };  
  21.   
  22. static int hello_init(void)  
  23. {  
  24.     int ret;      
  25.     printk("hello_init \n");  
  26.   
  27.   
  28.     devno = MKDEV(major,minor);  
  29.     ret = register_chrdev(major,"hello",&hello_ops);  
  30.   
  31.     cls = class_create(THIS_MODULE, "myclass");  
  32.     if(IS_ERR(cls))  
  33.     {  
  34.         unregister_chrdev(major,"hello");  
  35.         return -EBUSY;  
  36.     }  
  37.     test_device = device_create(cls,NULL,devno,NULL,"hello");//mknod /dev/hello  
  38.     if(IS_ERR(test_device))  
  39.     {  
  40.         class_destroy(cls);  
  41.         unregister_chrdev(major,"hello");  
  42.         return -EBUSY;  
  43.     }     
  44.     return 0;  
  45. }  
  46. static void hello_exit(void)  
  47. {  
  48.     device_destroy(cls,devno);  
  49.     class_destroy(cls);   
  50.     unregister_chrdev(major,"hello");  
  51.     printk("hello_exit \n");  
  52. }  
  53. MODULE_LICENSE("GPL");  
  54. module_init(hello_init);  
  55. module_exit(hello_exit);  

test.c

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  1. #include <sys/types.h>  
  2. #include <sys/stat.h>  
  3. #include <fcntl.h>  
  4. #include <stdio.h>  
  5.   
  6.   
  7. main()  
  8. {  
  9.     int fd;  
  10.   
  11.   
  12.     fd = open("/dev/hello",O_RDWR);  
  13.     if(fd<0)  
  14.     {  
  15.         perror("open fail \n");  
  16.         return ;  
  17.     }  
  18.   
  19.   
  20.     close(fd);  
  21. }  

makefile

[cpp] view plaincopy
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  1. ifneq  ($(KERNELRELEASE),)  
  2. obj-m:=hello.o  
  3. $(info "2nd")  
  4. else  
  5. KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build  
  6. PWD:=$(shell pwd)  
  7. all:  
  8.     $(info "1st")  
  9.     make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules  
  10. clean:  
  11.     rm -f *.ko *.o *.symvers *.mod.c *.mod.o *.order  
  12. endif  

下面可以看几个class几个名字的对应关系：




上一篇我们介绍到创建设备文件的方法，利用cat /proc/devices查看申请到的设备名，设备号。

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(...) 函数

功能：创建一个类；

下面是具体定义：

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #define class_create(owner, name)       \  
  2. ({                      \  
  3.     static struct lock_class_key __key; \  
  4.     __class_create(owner, name, &__key);    \  
  5. })  

owner：THIS_MODULE
name  : 名字

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

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. struct class *__class_create(struct module *owner, const char *name,  
  2.                  struct lock_class_key *key)  
  3. {  
  4.     struct class *cls;  
  5.     int retval;  
  6.   
  7.     cls = kzalloc(sizeof(*cls), GFP_KERNEL);  
  8.     if (!cls) {  
  9.         retval = -ENOMEM;  
  10.         goto error;  
  11.     }  
  12.   
  13.     cls->name = name;  
  14.     cls->owner = owner;  
  15.     cls->class_release = class_create_release;  
  16.   
  17.     retval = __class_register(cls, key);  
  18.     if (retval)  
  19.         goto error;  
  20.   
  21.     return cls;  
  22.   
  23. error:  
  24.     kfree(cls);  
  25.     return ERR_PTR(retval);  
  26. }  
  27. EXPORT_SYMBOL_GPL(__class_create);  

销毁函数：void class_destroy(struct class *cls)

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. void class_destroy(struct class *cls)  
  2. {  
  3.     if ((cls == NULL) || (IS_ERR(cls)))  
  4.         return;  
  5.   
  6.     class_unregister(cls);  
  7. }  


2、device_create(...) 函数

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：

      struct class *class  ：类
      struct device *parent：NULL
     dev_t devt  ：设备号
     void *drvdata  ：null、
     const char *fmt  ：名字

返回：

    struct device *

下面是源码解析：

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,  
  2.                  dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)  
  3. {  
  4.     va_list vargs;  
  5.     struct device *dev;  
  6.   
  7.     va_start(vargs, fmt);  
  8.     dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);  
  9.     va_end(vargs);  
  10.     return dev;  
  11. }  

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

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. struct device *device_create_vargs(struct class *class, struct device *parent,  
  2.                    dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt,  
  3.                    va_list args)  
  4. {  
  5.     return device_create_groups_vargs(class, parent, devt, drvdata, NULL,  
  6.                       fmt, args);  
  7. }  
现在就不继续往下跟了，大家可以继续往下跟；


下面是一个实例：

hello.c

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <linux/module.h>  
  2. #include <linux/fs.h>  
  3. #include <linux/cdev.h>  
  4. #include <linux/device.h>  
  5.   
  6. static int major = 250;  
  7. static int minor=0;  
  8. static dev_t devno;  
  9. static struct class *cls;  
  10. static struct device *test_device;  
  11.   
  12. static int hello_open (struct inode *inode, struct file *filep)  
  13. {  
  14.     printk("hello_open \n");  
  15.     return 0;  
  16. }  
  17. static struct file_operations hello_ops=  
  18. {  
  19.     .open = hello_open,  
  20. };  
  21.   
  22. static int hello_init(void)  
  23. {  
  24.     int ret;      
  25.     printk("hello_init \n");  
  26.   
  27.   
  28.     devno = MKDEV(major,minor);  
  29.     ret = register_chrdev(major,"hello",&hello_ops);  
  30.   
  31.     cls = class_create(THIS_MODULE, "myclass");  
  32.     if(IS_ERR(cls))  
  33.     {  
  34.         unregister_chrdev(major,"hello");  
  35.         return -EBUSY;  
  36.     }  
  37.     test_device = device_create(cls,NULL,devno,NULL,"hello");//mknod /dev/hello  
  38.     if(IS_ERR(test_device))  
  39.     {  
  40.         class_destroy(cls);  
  41.         unregister_chrdev(major,"hello");  
  42.         return -EBUSY;  
  43.     }     
  44.     return 0;  
  45. }  
  46. static void hello_exit(void)  
  47. {  
  48.     device_destroy(cls,devno);  
  49.     class_destroy(cls);   
  50.     unregister_chrdev(major,"hello");  
  51.     printk("hello_exit \n");  
  52. }  
  53. MODULE_LICENSE("GPL");  
  54. module_init(hello_init);  
  55. module_exit(hello_exit);  

test.c

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <sys/types.h>  
  2. #include <sys/stat.h>  
  3. #include <fcntl.h>  
  4. #include <stdio.h>  
  5.   
  6.   
  7. main()  
  8. {  
  9.     int fd;  
  10.   
  11.   
  12.     fd = open("/dev/hello",O_RDWR);  
  13.     if(fd<0)  
  14.     {  
  15.         perror("open fail \n");  
  16.         return ;  
  17.     }  
  18.   
  19.   
  20.     close(fd);  
  21. }  

makefile

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. ifneq  ($(KERNELRELEASE),)  
  2. obj-m:=hello.o  
  3. $(info "2nd")  
  4. else  
  5. KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build  
  6. PWD:=$(shell pwd)  
  7. all:  
  8.     $(info "1st")  
  9.     make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules  
  10. clean:  
  11.     rm -f *.ko *.o *.symvers *.mod.c *.mod.o *.order  
  12. endif  

下面可以看几个class几个名字的对应关系：




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一、描述ARM Device Tree起源于OpenFirmware (OF)&#xff0c;在过去的Linux中&#xff0c;arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码&#xff0c;相当多数的代码只是在描述板级细节&#xff0c;而这些板级细节对于内核来讲&#xff0c;不过是垃圾&#xff…
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Github Page创建个人主页以及绑定域名

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2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 在github中 我们可以通过github page创建个人主页 以及绑定域名 据说有300m空间 以及无限流量 不过只能支持静态html 以及一些脚本语言 顺便吐槽一下 阿里云最低配那个云空间服务器 512m内存 启动web服务器后 mys…
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python基础-类

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实例属性和类属性 类中&#xff0c;没有self指定的是类属性&#xff0c;有self指定的是实例属性。类中的方法是类属性。 类和实例都是名字空间。类是类属性的名字空间&#xff0c;实例时实例属性的名字空间。 可以通过类访问类属性&#xff0c;通过实例访问实例属性。如果实例…
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