linux驱动字符设备class_create、device_create

本文介绍了Linux内核中struct class结构体的使用,以及如何通过class_create()函数创建设备类,并在/sys/class下注册。同时,讲解了device_create()函数的用途,用于在/dev目录下创建设备节点。示例代码展示了如何使用这两个函数进行设备注册和注销的过程。

1 class结构体介绍

    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。

2 class_create()使用示例

示例一,通过class_create()、class_destroy()去注册和注销/sys/class/my_char_dev

代码如下:

 

 

 1 #include <linux/module.h>
 2 #include <linux/init.h>
 3 #include <linux/device.h>
 4 
 5 struct class *mem_class;
 6 
 7 static int __init class_create_destroy_init(void)
 8 {
 9     // class_create动态创建设备的逻辑类,并完成部分字段的初始化,然后将其添加到内核中。创建的逻辑类位于/sys/class/。 文件夹里面的内容仍然为空。
10     // 参数:
11     //        owner, 拥有者。一般赋值为THIS_MODULE。
12     //        name, 创建的逻辑类的名称。
13     mem_class = class_create(THIS_MODULE, "my_char_dev");
14     if (mem_class==NULL)
15     {
16         printk("<0> create class failed!\n");
17         return -1;
18     }
19 
20     return 0;
21 }
22 
23 static void __exit class_create_destroy_exit(void)
24 {
25     if (mem_class != NULL) 
26     {
27         class_destroy(mem_class);
28         mem_class = NULL;
29     }
30 
31 }
32 
33 module_init(class_create_destroy_init);
34 module_exit(class_create_destroy_exit);
35 
36 MODULE_LICENSE("GPL");

 

 

3、device_create

创建设备文件 device_create(); 
device_create(led_class, NULL, dev, NULL, NAME); 这个函数用来给应用层mdev在/dev下创建设备节点。

   struct device *device_create(struct class *class, structdevice *parent,
                       dev_t devt, const char *fmt, ...)
    {
         va_list vargs;
         struct device *dev;
     va_start(vargs, fmt);
         dev =device_create_vargs(class, parent, devt, NULL, fmt, vargs);
         va_end(vargs);
         return dev;
    }
第一个参数指定所要创建的设备所从属的类,第二个参数是这个设备的父设备,如果没有就指定为NULL,第三个参数是设备号,第四个参数是设备名称,第五个参数是从设备号。 

 

<think>嗯,用户想要了解Linux字符设备驱动中的device_create()接口,包括它的使用方法、功能和原理。用户明确提到了需要参考站内引用内容,这些引用主要来自Linux驱动开发相关的技术文档。 用户可能是嵌入式开发工程师或Linux内核学习者,正在研究字符设备驱动的实现机制。从提问的专业性来看,用户应该已经具备一定的驱动开发基础,之前可能手动使用mknod创建过设备文件,现在想了解更先进的自动创建设备节点方法。 根据引用内容,device_create()主要与class_create()配合使用,用于自动创建设备节点。引用[3]和[4]特别详细地描述了函数参数和用法。需要重点解释几个关键点: 1. 设备类(class)的概念,它在/sys/class下创建目录 2. device_create()如何触发udev机制在/dev下创建设备文件 3. 函数参数中dev_t的重要性,它包含主次设备号信息 用户可能还隐含想知道为什么推荐这种方式替代mknod。从引用[1][4]看,主要是因为自动化管理更符合现代Linux设备管理规范,特别是热插拔场景。 需要特别注意技术细节的准确性: - 引用[4]提供了典型代码结构,包括newchr_dev结构体设计 - 要说明device_create()的fmt参数支持printf式命名 - 必须强调错误处理,因为引用中没提到但实际开发很重要 可能会遇到的难点是解释udev的介入过程,需要简明说明sysfs、uevent和udev三者的协作关系。不过用户没要求深入内核机制,可以保持应用层视角。 最后考虑添加关于版本兼容性的提示,因为不同内核版本这些API可能有变化,但用户引用没提具体版本。 </think> 在Linux字符设备驱动开发中,`device_create()` 是实现设备节点自动创建的核心接口,其功能、原理及使用方法如下: --- ### **功能** 1. **自动创建设备节点** 在`/dev`目录下动态生成设备文件,无需手动执行`mknod`命令。 2. **关联设备与类** 将设备绑定到通过`class_create()`创建的类(位于`/sys/class/`),建立设备与内核的层级关系。 3. **触发用户空间响应** 通过`uevent`机制通知`udev`(或`mdev`)在`/dev`下生成对应设备节点[^3][^4]。 --- ### **原理** 1. **类与设备的层级结构** - `class_create()` 在 `/sys/class/` 下创建类目录(如 `myclass`)。 - `device_create()` 在该类下创建子目录(如 `/sys/class/myclass/mydevice`),包含设备属性文件(`dev`、`uevent`等)[^1][^4]。 2. **uevent 机制** - 当调用 `device_create()` 时,内核向用户空间发送 `uevent` 事件。 - `udev` 监听事件,解析设备信息(主次设备号、名称),并在 `/dev` 创建节点[^3][^4]。 ```mermaid graph LR A[class_create] --> B[/sys/class/myclass] B --> C[device_create] C --> D[/sys/class/myclass/mydevice] D --> E[内核发送uevent] E --> F[udev创建设备节点/dev/mydevice] ``` --- ### **使用方法** #### 1. **创建设备类** ```c struct class *my_class = class_create(THIS_MODULE, "myclass"); if (IS_ERR(my_class)) { pr_err("Failed to create class\n"); return PTR_ERR(my_class); } ``` #### 2. **创建设备节点** ```c dev_t dev = MKDEV(major, minor); // 由alloc_chrdev_region分配 struct device *my_device = device_create( my_class, // 所属类 NULL, // 父设备(通常为NULL) dev, // 设备号(dev_t类型) NULL, // 驱动私有数据(void*) "mydevice" // 设备节点名称(格式化字符串,如“mydrv%d”) ); if (IS_ERR(my_device)) { class_destroy(my_class); return PTR_ERR(my_device); } ``` #### 3. **完整驱动示例** ```c static struct class *chr_class; static struct device *chr_device; static int __init mydriver_init(void) { dev_t dev_id; // 1. 分配设备号 alloc_chrdev_region(&dev_id, 0, 1, "mydrv"); // 2. 创建类 chr_class = class_create(THIS_MODULE, "mydrv_class"); // 3. 创建设备节点 chr_device = device_create(chr_class, NULL, dev_id, NULL, "mydrv0"); return 0; } static void __exit mydriver_exit(void) { device_destroy(chr_class, dev_id); // 删除设备节点 class_destroy(chr_class); // 销毁类 unregister_chrdev_region(dev_id, 1); // 释放设备号 } ``` --- ### **关键注意事项** 1. **执行顺序** 必须先调用 `class_create()` 再调用 `device_create()`,卸载时反向操作[^1]。 2. **错误处理** 检查 `class_create()` 和 `device_create()` 的返回值(使用 `IS_ERR()`)。 3. **设备命名灵活性** 名称参数支持格式化(如 `"device%d"`),避免节点名称冲突[^3]。 4. **与 udev/mdev 的协作** 确保用户空间已启用 `udev` 或嵌入式系统的 `mdev`(通过 `CONFIG_UEVENT_HELPER` 配置)[^2]。 --- ### **常见问题** **Q1: 为什么`device_create()`后`/dev`下无设备节点?** - 检查内核配置是否启用 `udev/mdev` 支持。 - 验证 `class_create()` 是否成功(查看 `/sys/class/` 是否存在对应类目录)。 **Q2: 如何指定设备节点权限?** - 通过 `udev` 规则(如 `/etc/udev/rules.d/`)设置权限,驱动本身不直接管理。 **Q3: `device_create` 和 `cdev_add` 的关系?** - `cdev_add()` 向内核注册字符设备,是设备操作的基础。 - `device_create()` 仅负责生成设备节点,需在 `cdev_add()` 之后调用。 ---
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