驱动中动态创建设备号、设备节点
程序员文章站
2022-07-14 16:21:34
...
在Linux驱动（三）字符设备驱动框架中，我们简要介绍了如何编写一个简单的驱动框架，并总结了步骤
1、生成设备号
2、向内核注册该设备号
3、初始化设备对象，完成操作方法集
4、向内核注册该设备对象
5、生成设备文件，供用户层调用。
我们之前的步骤都是静态的，1、静态生成设备号，这样必须确保要申请的设备号是没有被占用的。我们可以让内核帮我们动态申请设备号，可以确保生成的设备号是没有被占用的。
2、设备对象空间也可以由内核来分配。
3、设备文件我们之前通过mknod来手动创建，我们现在在驱动程序中直接完成设备文件的创建。
我们来看看相关的函数
1、自动生成设备号并向内核注册alloc_chrdev_region
函数原型：int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,
const char *name)
const char *name)
参数：
dev： 要生成的设备号
baseminor：次设备号
count：生成的设备号数量
name：设备号名称
返回值：成功返回0，错误返回错误码
举例：生成10个设备号。
dev_t devno;
int minor = 0;
int count = 10;
alloc_chrdev_region(&devno,minor,count, "xxx");函数原型：struct cdev *cdev_alloc(void)
参数： 无
返回值：成功返回创建的设备对象地址，错误返回NULL
3、自动生成设备节点
（1）device_create创建设备节点
函数原型：struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,
dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
函数功能：生成一个设备节点
参数： class 设备类（看下一个函数）
parent：父类，没有的话就用NULL
devt：设备号
drvdata：私有数据
fmt：设备节点名称
.....：类似printf的格式
返回值：成功返回一个设备节点地址
创建会对应销毁设备节点函数
（2）销毁一个设备节点
函数原型：void device_destroy(struct class *class, dev_t devt)
函数功能：销毁一个设备节点
参数： classs：设备类 devt：设备号
（3）创建设备类
函数原型：class_create(owner,
name)
函数功能：创建一个设备类
参数：
owner 直接赋值为THIS_MODULE
name 类名称
返回值：成功返回一个类的地址
创建设备类对应是销毁一个设备类
（4）销毁设备类
函数原型：void class_destroy(struct class *cls)
函数功能：销毁一个设备类
参数：cls 设备类
创建设备类和创建设备的返回值得错误判断需要用到专门的函数IS_ERR
IS_ERR的原型 static inline long __must_check IS_ERR(const void *ptr) 参数是一个地址，将创建设备类或创建设备节点的返回值作为IS_ERR参数，为真表示错误。
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/device.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
dev_t devno;
int major = 0;
int minor = 0;
int count = 1;
struct cdev *pdev;
struct class * pclass;
struct device * pdevice;
int demo_open(struct inode * inodep, struct file * filep)
{
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
return 0;
}
int demo_release(struct inode *inodep, struct file *filep)
{
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
return 0;
}
struct file_operations fops = {
.owner =THIS_MODULE,
.open = demo_open,
.release = demo_release,
};
static int __init demo_init(void)
{
int ret = 0;
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,count, "xxx");
if(ret)
{
printk("Failed to alloc_chrdev_region.\n");
return ret;
}
printk("devno:%d , major:%d minor:%d\n", devno, MAJOR(devno), MINOR(devno));
pdev = cdev_alloc();
if(pdev == NULL)
{
printk("Failed to cdev_alloc.\n");
goto err1;
}
cdev_init(pdev, &fops);
ret = cdev_add(pdev, devno, count);
if(ret < 0)
{
printk("Failed to cdev_add.");
goto err2;
}
pclass = class_create(THIS_MODULE, "myclass");
if(IS_ERR(pclass))
{
printk("Failed to class_create.\n");
ret = PTR_ERR(pclass);
goto err3;
}
pdevice = device_create(pclass, NULL, devno, NULL, "hello");
if(IS_ERR(pdevice))
{
printk("Failed to device_create.\n");
ret = PTR_ERR(pdevice);
goto err4;
}
return 0;
err4:
class_destroy(pclass);
err3:
cdev_del(pdev);
err2:
kfree(pdev);
err1:
unregister_chrdev_region(devno, count);
return ret;
}
static void __exit demo_exit(void)
{
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
device_destroy(pclass, devno);
class_destroy(pclass);
cdev_del(pdev);
kfree(pdev);
unregister_chrdev_region(devno, count);
}
module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);
我们还可以查看一下/sys/class下
在class下生成了“myclass”类名，进入myclass文件夹下，在myclass下也有hello这个设备节点
这里我们来介绍一下/sys这个文件夹
Linux2.6以后的内核所支持的sysfs文件系统被映射到此目录上。linux设备驱动模型中的总线、设备、驱动都可以在sysfs文件系统中找到对应的节点。
sysfs把连接在系统上的设备和总线组织成为一个分级的文件。sysfs的一个目的就是展示设备驱动模型中各组件的层次关系。目录下包括如下部分
blcok：所有的块设备
bus：所有的总线
class：系统的设备类
devices：设备
Linux2.6以后的设备模型是总线、设备、驱动模式。在sys目录下也有体现
类中的设备和总线下的设备实际上都是设备文件夹具体文件的链接
下图是平台总线下的设备，都是链接于devices/platform下
上图是在我们创建的myclass类中的设备文件，链接于devices/virtual/myclass目录下
我们可以看到在/dev中有很多tty设备，我们也可以一下子生成多个设备，在上个程序的基础上稍加修改即可。
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/device.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
dev_t devno;
int major = 0;
int minor = 0;
int count = 10;
struct cdev *pdev;
struct class * pclass;
struct device * pdevice;
int demo_open(struct inode * inodep, struct file * filep)
{
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
return 0;
}
int demo_release(struct inode *inodep, struct file *filep)
{
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
return 0;
}
struct file_operations fops = {
.owner =THIS_MODULE,
.open = demo_open,
.release = demo_release,
};
static int __init demo_init(void)
{
int ret = 0;
int i = 0;
int j = 0;
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,count, "xxx");
if(ret)
{
printk("Failed to alloc_chrdev_region.\n");
return ret;
}
printk("devno:%d , major:%d minor:%d\n", devno, MAJOR(devno), MINOR(devno));
pdev = cdev_alloc();
if(pdev == NULL)
{
printk("Failed to cdev_alloc.\n");
goto err1;
}
cdev_init(pdev, &fops);
ret = cdev_add(pdev, devno, count);
if(ret < 0)
{
printk("Failed to cdev_add.");
goto err2;
}
pclass = class_create(THIS_MODULE, "myclass");
if(IS_ERR(pclass))
{
printk("Failed to class_create.\n");
ret = PTR_ERR(pclass);
goto err3;
}
for(i = 0; i < count; i++)
{
pdevice = device_create(pclass, NULL, MKDEV(MAJOR(devno), MINOR(devno)+i), NULL, "hello%d", i);
if(IS_ERR(pdevice))
{
printk("Failed to device_create.\n");
ret = PTR_ERR(pdevice);
goto err4;
}
}
return 0;
err4:
for(j = 0; j < i; j++)
{
device_destroy(pclass, MKDEV(MAJOR(devno), MINOR(devno)+j));
}
class_destroy(pclass);
err3:
cdev_del(pdev);
err2:
kfree(pdev);
err1:
unregister_chrdev_region(devno, count);
return ret;
}
static void __exit demo_exit(void)
{
int i = 0;
printk("%s,%d\n", __func__, __LINE__);
for(i = 0; i < count; i++)
{
device_destroy(pclass, MKDEV(MAJOR(devno), MINOR(devno)+i));
}
class_destroy(pclass);
cdev_del(pdev);
kfree(pdev);
unregister_chrdev_region(devno, count);
}
module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);
我们看到生成了hello0--hello9 十个设备。这十个设备是在一个类“myclass”下，我们可以查看/sys/class/myclass下