Linux设备驱动--字符设备（三、自动创建设备文件）

之前写Linux设备驱动程序的时候，都是利用mknod命令手动创建设备节点：

% mknod Name { b | c } Major Minor

用完之后，需要删除时，使用 rm Name 命令删除设备文件。这样做相当繁琐。实际上Linux内核为我们提供了一组函数，可以用来在模块加载的时候自动在/dev目录下创建相应设备节点，并在卸载模块时删除该节点，前提条件是用户空间移植了udev（嵌入式中用的是mdev）。

在Linux早期，设备文件仅仅是是一些带有适当的属性集的普通文件，它由mknod命令创建，文件存放在/dev目录下；

后来，采用了devfs, 一个基于内核的动态设备文件系统，他首次出现在2.3.46内核中。Mandrake，Gentoo等Linux分发版本采用了这种方式。devfs创建的设备文件是动态的。但是devfs有一些严重的限制，从2.6.13版本后被移走；

目前取代它的便是udev —— 它是一个用户空间程序。因为udev需要sysfs文件系统的支持（sysfs文件系统只在linux-2.6内核中才有），所以它存在于Linux-2.6版本之后的内核。udev借助于netlink协议在内核驱动和应用层之间传递信息。当内核中的驱动完成注册和注销时，信息会被传送给应用层的udev，udev便会自动地完成设备文件的创建和删除。

内核中定义了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。

注意，在2.6较早的内核版本中，device_create(…)函数名称不同，是class_device_create(…)，所以在新的内核中编译以前的模块程序有时会报错，就是因为函数名称不同，而且里面的参数设置也有一些变化。
struct class和device_create(…) 以及device_create(…)的原型都可以在/include/linux/device.h中找到。

#define class_create(owner, name)		\
({						\
	static struct lock_class_key __key;	\
	__class_create(owner, name, &__key);	\
})

owner为类的拥有者，通常为THIS_MODULE；name为类名。返回一个struct class结构体。

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;
}

class为class_create创建的类，parent为父设备，devt为设备号，drvdata被添加到该设备回调的数据，fmt设备名。

其作用为创建一个设备并注册到内核驱动架构。

示例：

myclass= class_create(THIS_MODULE, "test_class");
if (IS_ERR(myclass))
    return -EINVAL;
device_create(myclass, NULL, mydev, NULL, "test");

如此，在模块加载后，就可以在/dev目录下找到test这个设备文件了。对应的，模块卸载时的操作为：

device_destroy(myclass, mydev);
class_destroy(myclass); 

如此，在模块卸载时，udev就会自动把/dev/test这个设备文件删除。

最直观的变化的是，class_create在 /sys/class 下新建了一个名为“test_class”的设备类文件。进入到test_class类，device_create在里面新建了一个名为“test”的设备。这是Linux下的基于对象的设计思想。在test设备下，共有四个文件（power和subsystem为文件夹），其中的dev记录设备的主次设备号，uevent用于内核传递给应用层创建设备文件（通过事件传递机制）。