驱动中动态创建设备号、设备节点

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

念念有余

3241人浏览 · 2018-01-06 14:44:41

念念有余 · 2018-01-06 14:44:41 发布

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)

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");

2、分配设备对象空间cdev_alloc

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, ...)

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);

利用之前的makefile，make之后生成demo.ko文件。insmod demo.ko后就能生成设备

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);

把count值修改为10，我们要创建10个设备，创建设备时，连续创建10次，注意次设备号要不同，并起不同的名字。另外注意出错处理时，要不之前创建的设备都要销毁掉。加载之后我们看一下生成了几个设备

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

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