Android音频驱动-ASOC之创建设备节点

程序员文章站 2022-07-14 16:26:28

...

创建设备文件的方法：
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。

利用cat /proc/devices查看申请到的设备名，设备号。

例1，创建单个字符设备

    #include <linux/module.h>
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/init.h>
    #include <linux/fs.h>
    #include <linux/cdev.h>
    #include <linux/device.h>
    MODULE_LICENSE ("GPL");
    int hello_major = 555;
    int hello_minor = 0;
    int number_of_devices = 1;
    struct cdev cdev;
    dev_t dev = 0;
    struct file_operations hello_fops = {
      .owner = THIS_MODULE
    };
    static void char_reg_setup_cdev (void)
    {
       int error, devno = MKDEV (hello_major, hello_minor);
       cdev_init (&cdev, &hello_fops);
       cdev.owner = THIS_MODULE;
       cdev.ops = &hello_fops;
       error = cdev_add (&cdev, devno , 1);//将设备加入到内核
       if (error)
           printk (KERN_NOTICE "Error %d adding char_reg_setup_cdev", error);
     }
    struct class *my_class;
    static int __init hello_2_init (void)
    {
         int result;
         dev = MKDEV (hello_major, hello_minor);
         result = register_chrdev_region (dev, number_of_devices, "hello");//主设备号为dev，次设备号为0
         if (result<0) {
             printk (KERN_WARNING "hello: can't get major number %d\n", hello_major);
             return result;
         }
         char_reg_setup_cdev ();
         /* create your own class under /sysfs */
         my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_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 udev to create corresponding device node */
        device_create( my_class, NULL, MKDEV(hello_major, 0), "hello" "%d", 0 );
        printk (KERN_INFO "Registered character driver\n");
        return 0;
    }
    static void __exit hello_2_exit (void)
    {
        dev_t devno = MKDEV (hello_major, hello_minor);
        cdev_del (&cdev);
        device_destroy(my_class, MKDEV(adc_major, 0));         //delete device node under /dev
        class_destroy(my_class);                               //delete class created by us
        unregister_chrdev_region (devno, number_of_devices);
       printk (KERN_INFO "char driver cleaned up\n");
    }
   module_init (hello_2_init);
   module_exit (hello_2_exit);

这样，模块加载后，就能在/dev目录下找到hello0这个设备节点了。

例2，创建多个字符设备

drivers/i2c/i2c-dev.c
/*
 * module load/unload record keeping
 */
static int __init i2c_dev_init(void)
{
     int res;
     printk(KERN_INFO "i2c /dev entries driver\n");
     res = register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);
     if (res)
          goto out;
     i2c_dev_class = class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");  //创建一个名称为i2c-dev的class
     if (IS_ERR(i2c_dev_class)) {
          res = PTR_ERR(i2c_dev_class);
         goto out_unreg_chrdev;
     }
     res = i2c_add_driver(&i2cdev_driver);
     if (res)
         goto out_unreg_class;
     return 0;
out_unreg_class:
    class_destroy(i2c_dev_class);
out_unreg_chrdev:
    unregister_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c");
out:
    printk(KERN_ERR "%s: Driver Initialisation failed\n", __FILE__);
    return res;
}
static int i2cdev_attach_adapter(struct i2c_adapter *adap)
{
    struct i2c_dev *i2c_dev;
    int res;
    i2c_dev = get_free_i2c_dev(adap);
    if (IS_ERR(i2c_dev))
        return PTR_ERR(i2c_dev);
    /* register this i2c device with the driver core */
    i2c_dev->dev = device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,
         MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), NULL,
         "i2c-%d", adap->nr);
    if (IS_ERR(i2c_dev->dev)) {
         res = PTR_ERR(i2c_dev->dev);
         goto error;
     }
     res = device_create_file(i2c_dev->dev, &dev_attr_name);
     if (res)
         goto error_destroy;
     pr_debug("i2c-dev: adapter [%s] registered as minor %d\n",
     adap->name, adap->nr);
     return 0;
error_destroy:
    device_destroy(i2c_dev_class, MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr));
error:
    return_i2c_dev(i2c_dev);
    return res;
}

在i2cdev_attach_adapter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

例3
之前写字符设备驱动，都是使用register_chrdev向内核注册驱动程序中构建的file_operations结构体，之后创建的设备文件，只要是主设备号相同（次设备号不同），则绑定的都是同一个file_operations结构体，应用程序使用的也都是这一个结构体中注册的函数。这就会出现这样的一个弊端：同一类字符设备（即主设备号相同），会在内核中连续注册了256（分析内核代码中可知），也就是所以的此设备号都会被占用，而在大多数情况下都不会用到这么多次设备号，所以会造成极大的资源浪费。所以register_chrdev在某个角度上是有弊端的，这也是老版本内核中使用。

register_chrdev的注册，还分为静态注册和动态注册。而register_chrdev_region和alloc_chrdev_region正相当于将register_chrdev拆分来，它们分别是静态和动态注册的个体，但同时也解决了register_chrdev资源浪费的缺点。
register_chrdev_region允许注册一个规定的设备号的范围，也就不一定把0~255个此设备号都注册占用。

//from：要分配的设备号范围的起始值。
//count：所要求的连续设备编号个数。
//name：和该编号范围相关的设备名称。
register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char * name)

在2.6之后的内核，利用的是一个struct cdev结构体来描述一个字符设备。

struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;
const struct file_operations *ops;
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};
void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);//清空cdev，并填充file_operations 结构体
int cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);//注册字符设备到内核

写一个简单的字符设备驱动，主设备号为major，只注册0~1两个此设备号，并创建主设备号为major，次设备号创建0,1,2三个设备文件。
利用应用程序打开这三个文件，看有什么现象（是否都能打开）

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/cdev.h>
static int hello_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    printk("hello_open\n");
    return 0;
}
//构建file_operations结构体
static struct file_operations hello_fops={
    .owner=THIS_MODULE,
    .open   =   hello_open,
};
static int major = 252;
static struct cdev hello_cdev;
static struct class* hello_class;
static struct class_device* hello_class_dev[3];
static int hello_init(void)
{
    dev_t devid;
    if(major==0)
    {   
        alloc_chrdev_region(&devid,0,2,"hello");
        major=MAJOR(devid);
    }
    else
    {
        devid=MKDEV(major,0);//获取设备号
        //主设备号为major，次设备号为0,1,对应file_operations
        register_chrdev_region(devid,2,"hello");
    }
    cdev_init(&hello_cdev,&hello_fops);//字符设备初始化
    cdev_add(&hello_cdev,devid,2);//添加字符设备到内核中
    hello_class=class_create(THIS_MODULE,"hello");//创建类
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {   //自动创建设备
       hello_class_dev[i]=device_create(hello_class,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"hello%d",i);
    }
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    cdev_del(&hello_cdev);
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,0),2);
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        class_device_destroy(hello_class, MKDEV(major, i));
    }
    class_destroy(hello_class);
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

应用程序很简单：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd=open(argv[1],O_RDWR);
    if(-1==fd)
    {
        printf("Can‘t open!\n");
        return ;
    }
    printf("Open OK!\n");
    return 0;
}

Android音频驱动-ASOC之创建设备节点
从此可以看出，现在只有（252,0）和（252,1）对应了驱动程序中的file_operations结构体，而（252,2）虽然也是一个存在的设备文件，
但是由于驱动程序中没有它对应的file_operations结构体,所以应用程序打开它的时候被拒绝了。
下面可以看几个class几个名字的对应关系：
Android音频驱动-ASOC之创建设备节点