自动创建设备节点

1. 创建设备节点的机制

mknod：手动创建设备节点的命令

devfs：自动创建设备节点的机制，创建设备节点的逻辑在内核（2.4 版本之前使用）

udev：自动创建设备节点的机制，创建设备节点的逻辑在用户空间（使用至今）

mdev：轻量级 udev 机制，用于一些嵌入式设备

2. udev 机制创建设备节点的原理


    /sys/class/<dir>/<file>
    hotplug  ─────────────► udev ──────► /dev/<file>
    ▲                                      用户层
 ───┼──────────────────────────────────────────────────
    │ 发起 hotplug event
 ┌──┼──────────────────────────────────┐   内核层
 │  │   Driver                         │
 │  ▲   1. submit struct class         │
 │  │   2. submit struct device        │
 └──┼──────────────────────────────────┘
    │ 硬件信息加载到内核中
────┼──────────────────────────────────────────────────
    │                                      硬件层

当硬件接入的时候，驱动向 udev 的守护进程 systmd-udevd 发起热插拔事件，将结构体提交，系统会在 /sys/class 下创建对应的文件，udev 会自动依据新的文件来创建 /dev 下的设备文件。如此一来，不需要我们手动去使用 mknod 来创建设备文件了。

3. 自动创建设备节点相关的 API

3.1 创建类型


#include <linux/device.h>
struct class *class_create(struct module *owner, const char *name)

功能：向上提交目录，在内核创建一个 struct class 类型的空间并初始化

参数：

owner：模块指针，填写 THIS_MODULE（宏定义，指向当前模块自身的一个指针）

返回值：成功返回创建好的 struct class 类型的指针，失败返回错误码指针

3.2 错误码指针

在 3-4G 的内核区域，最顶层预留了 4K 的空间，class_create 函数指向失败返回值对应的指针是指向这 4K 预留空间的。


bool IS_ERR(const void *ptr) //(unsigned long)(void *)(x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO

功能：用于判断指针是不是指向内核顶层预留的 4K 空间

返回值：如果指针指向 4K 预留空间，则返回真，否则返回假


long __must_check PTR_ERR(__force const void *ptr)

功能：通过错误码指针得到一个错误码

用例：


struct class *cls=class_create(THIS_MODULE,"mychrdev");
if(IS_ERR(cls)) {
	printk("向上提交目录失败\n");
	return -PTR_ERR(cls);
}

3.2 销毁目录


void class_destroy(struct class *cls)

功能：销毁目录

参数：

cls：class_create 函数创建的空间的首地址

返回值：无

4. 实例代码

Cyang39/repo

My Snippets Repo

https://gitee.com/snes/repo/tree/driver/driver/day03/udev

这里节选重要的部分：


static int __init mycdev_init(void)
{
	int i;
	//字符设备驱动注册
	major = register_chrdev(0, "mychrdev", &fops);
	if (major < 0) {
		printk("字符设备驱动注册失败\n");
		return major;
	}
	printk("字符设备驱动注册成功major=%d\n", major);
	// 向上提交目录
	cls = class_create(THIS_MODULE, "mychrdev");
	if (IS_ERR(cls)) {
		printk("向上提交目录失败\n");
		return -PTR_ERR(cls);
	}
	// 向上提交设备节点信息
	// 为三盏灯创建三个设备文件
	for (i = 0; i < 3; i++) {
		dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL,
				    "mychrdev%d", i);
		if (IS_ERR(dev)) {
			printk("向上提交设备节点信息失败\n");
			return -PTR_ERR(dev);
		}
	}
	//映射物理寄存器
	vir_moder = ioremap(PHY_LED1_MODER, 4);
	if (vir_moder == NULL) {
		printk("MODER寄存器地址映射表失败\n");
		return -EFAULT;
	}
	vir_odr = ioremap(PHY_LED1_ODR, 4);
	if (vir_odr == NULL) {
		printk("ODR寄存器地址映射表失败\n");
		return -EFAULT;
	}
	vir_rcc = ioremap(PHY_RCC, 4);
	if (vir_rcc == NULL) {
		printk("RCC寄存器地址映射表失败\n");
		return -EFAULT;
	}
	printk("寄存器地址映射成功\n");
	//寄存器初始化
	(*vir_rcc) |= (0x1 << 4); //rcc使能
	(*vir_moder) &= (~(0X3 << 20)); //设置为输出
	(*vir_moder) |= (0x1 << 20);
	(*vir_odr) &= (~(0x1 << 10)); //灭灯
	printk("硬件寄存器初始化成功\n");
	return 0;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
	int i;
	//取消寄存器地址映射
	iounmap(vir_moder);
	iounmap(vir_odr);
	iounmap(vir_rcc);
	// 销毁设备节点信息
	for (i = 0; i < 3; i++) {
		device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
	}
  // 销毁目录信息
  class_destroy(cls);
	//字符设备驱动的注销
	unregister_chrdev(major, "mychrdev");
}

在注册和销毁中，使用了 device_create 和 device_destroy ，class_create 和 class_destroy ，其中 device_create 会创建出对应的设备文件在 /dev 目录下。