1. 设备号的申请

Linux设备驱动开发
本文介绍两种在Linux环境下创建字符设备的方法:一种通过register_chrdev()动态注册设备号,另一种使用alloc_chrdev_region()动态分配设备号区间。文章详细展示了如何初始化设备、创建设备节点,并在退出时释放所用资源。
// 面向对象---将任何都看成对象, struct 就是对象
 //设计一个对象类型,描述当前的设备信息,同时是一个全局的设备对象
 struct led_desc{
        dev_t  devno;
    struct cdev *cdev;
    struct class *cls;
    struct device *dev;
 };
//设置对象
struct  led_desc  *led_dev;

方法一(动态申请设备号,最多可申请256个)

static  int __init key_drv_init(void)
{
    int ret;
    //申请资源
    // 实例化该对象
    //  GFP_KERNEL如果当前没有内存可分配,该函数会一直等
    key_dev = kzalloc(sizeof(struct s5pv210_key), GFP_KERNEL);
    if(key_dev == NULL)
    {
        printk(KERN_ERR "kzalloc error\n");
        return -ENOMEM;
    }
    // 1,  申请设备号
    key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "s5pv210_key_drv", &key_fops);
    if(key_dev->dev_major < 0)
    {
        printk(KERN_ERR "kzalloc error\n");
        ret = -ENODEV;
        goto err_0;
    }

    // 2, 自动创建文件
    //  /sys/class/key_cls 文件夹
    key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_cls");
    if(IS_ERR(key_dev->cls))
    {
        printk(KERN_ERR "class_create error\n");
        ret = PTR_ERR(key_dev->cls);
        goto err_1;
    }

    // (创建节点) /sys/class/key_cls/key/
    //  /dev/key1
    key_dev->dev = device_create(key_dev->cls, NULL, MKDEV(key_dev->dev_major,1),NULL, "key1");
    if(IS_ERR(key_dev->dev))
    {
        printk(KERN_ERR "device_create error\n");
        ret = PTR_ERR(key_dev->dev);
        goto err_2;
    }


    // 4, 硬件的初始化


err_2:
    class_destroy(key_dev->cls);

err_1:
    unregister_chrdev(key_dev->dev_major, "s5pv210_key_drv");

err_0:
    kfree(key_dev);
    return ret;

}

方法二(动态申请设备号,最多可申请4096个)

static  int __init led_drv_init(void)
{
    int ret;
    //申请资源
    // 实例化该对象
    //  GFP_KERNEL如果当前没有内存可分配,该函数会一直等
    led_dev = kzalloc(sizeof(struct led_desc), GFP_KERNEL);
    if(led_dev == NULL)
    {
        printk(KERN_ERR "kzalloc error\n");
        return -ENOMEM;
    }
    // 1,  申请设备号
    // 静态申请 register_chrdev_region(dev_t from,unsigned count,const char * name)
    //动态申请
    ret = alloc_chrdev_region(&led_dev->devno, 0, 1, "led_drv"); //  /proc/devices
    if(ret != 0)
    {
        printk(KERN_ERR "alloc_chrdev_region error\n");
        goto err_0;
    }
    printk("major number is %d\n", MAJOR(led_dev->devno));

    //  创建cdev
    led_dev->cdev = cdev_alloc();
    cdev_init(led_dev->cdev, &led_fops);
    cdev_add(led_dev->cdev, led_dev->devno, 1);

    // 2, 自动创建文件
    //  /sys/class/led_cls 文件夹
    led_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "led_cls");
    if(IS_ERR(led_dev->cls))
    {
        printk(KERN_ERR "class_create error\n");
        ret = PTR_ERR(led_dev->cls);
        goto err_1;
    }

    //  /sys/class/led_cls/led0/
    //  /dev/led0
    led_dev->dev = device_create(led_dev->cls, NULL, led_dev->devno,NULL, "led%d", 0);
    if(IS_ERR(led_dev->dev))
    {
        printk(KERN_ERR "device_create error\n");
        ret = PTR_ERR(led_dev->dev);
        goto err_2;
    }


    // 4, 硬件的初始化



err_2:
    class_destroy(led_dev->cls);

err_1:
    cdev_del(led_dev->cdev);
    unregister_chrdev_region(led_dev->devno,1);

err_0:
    kfree(led_dev);
    return ret;

}
  • 退出、注销
static void __exit  led_drv_exit(void)
{
    //释放资源
    iounmap(gpc0conf);
    device_destroy(led_dev->cls,led_dev->devno);
    class_destroy(led_dev->cls);
    cdev_del(led_dev->cdev);
    unregister_chrdev_region(led_dev->devno,1);
    kfree(led_dev);
}
<think>我们正在处理用户关于Linux内核静态申请设备号失败的问题。根据引用[1][2][3],静态申请设备号需要手动指定主设备号,而动态申请则由内核自动分配。静态申请失败通常是由于设备号冲突或参数错误。 可能的原因: 1. 设备号已被占用(最常见) 2. 参数错误(如设备数量为0或负数) 3. 权限问题(模块加载需要足够权限) 4. 内核版本差异(函数接口变化) 解决方法: 1. 检查设备号是否被占用:通过`cat /proc/devices`查看已注册的设备号,选择一个未使用的。 2. 使用动态申请代替静态申请(推荐,避免冲突)。 3. 检查参数:确保设备号范围有效(次设备号范围不超过255,且设备数量非负)。 4. 确保以root权限加载模块(使用sudo insmod)。 5. 查看内核日志(dmesg)获取详细错误信息。 详细步骤: 步骤1:检查设备号占用情况 - 执行命令:`cat /proc/devices`,查看所有已注册的字符设备和块设备的主设备号。 - 确保你选择的主设备号(比如240)没有出现在列表中。 步骤2:尝试动态申请 - 修改代码,使用`alloc_chrdev_region`代替`register_chrdev_region`。 - 动态申请示例: ```c dev_t dev; int ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, "mydev"); if (ret < 0) { printk(KERN_ERR "Failed to allocate device number\n"); return ret; } ``` - 成功加载后,通过`dmesg`查看分配的主设备号,并在`/proc/devices`中确认。 步骤3:检查参数合法性 - 确保设备数量参数大于0,且次设备号起始值加上设备数量不超过255(因为次设备号是8位,共256个,从0到255)。 步骤4:检查权限和日志 - 使用`sudo insmod`加载模块。 - 加载失败后立即运行`dmesg | tail`查看内核日志,通常会给出错误原因(如"Device or resource busy"表示设备号被占用)。 步骤5:考虑内核版本兼容性 - 不同内核版本中设备号申请函数可能有差异,但基本接口保持一致。若在较新内核中使用,确保包含正确的头文件(如`<linux/fs.h>`)。 如果以上步骤仍无法解决,可能需要进一步分析内核日志或检查驱动代码的其他部分(如设备初始化、资源申请等)。 注意:静态申请设备号虽然简单,但在多个驱动同时存在时容易冲突,因此生产环境中推荐动态申请。 示例代码(静态申请失败后改为动态申请): ```c static dev_t dev_id; static int __init my_init(void) { int ret; // 尝试静态申请设备号240,次设备号从0开始,共1个设备 dev_id = MKDEV(240, 0); ret = register_chrdev_region(dev_id, 1, "mydev"); if (ret < 0) { printk(KERN_WARNING "Static allocation failed, trying dynamic...\n"); ret = alloc_chrdev_region(&dev_id, 0, 1, "mydev"); if (ret < 0) { printk(KERN_ERR "Dynamic allocation also failed\n"); return ret; } } // ... 其他初始化 return 0; } ``` 相关问题: 1. Linux设备驱动中静态申请和动态申请设备号各有什么优缺点? 2. 如何查看Linux系统中已占用的设备号? 3. Linux内核驱动加载失败如何调试?</think>### Linux内核静态申请设备号失败的原因与解决方法 在Linux设备驱动开发中,静态申请设备号失败是常见问题。以下是主要原因及解决方案,基于引用[1][2][3]的分析: --- ### 一、失败原因分析 #### 1. **设备号冲突**(最常见) - 主设备号已被其他驱动占用(通过`cat /proc/devices`可查看) - 次设备号超出范围(次设备号范围0-255) - 引用[1]:*"静态申请需选择内核中未被使用的主设备号"* #### 2. **参数错误** ```c // register_chrdev_region函数原型 int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, const char *name); ``` - `count`参数为0或负数 - `name`为空指针或无效字符串 #### 3. **权限问题** - 未以root权限加载驱动(`sudo insmod`) - SELinux/AppArmor安全策略限制 #### 4. **内核版本兼容性** - 旧版内核使用`register_chrdev()`(引用[3]) - 新版内核推荐`register_chrdev_region()` --- ### 二、解决方案 #### 1. **检查设备号占用** ```bash cat /proc/devices | grep "主设备号" # 检查是否被占用 ``` - 若被占用,需更换主设备号(建议选择240-254保留区) #### 2. **正确使用API** ```c // 正确示例 dev_t dev = MKDEV(250, 0); // 主设备号250,次设备号0起 int ret = register_chrdev_region(dev, 3, "mydev"); // 申请3个设备号 if (ret < 0) { printk(KERN_ERR "设备号注册失败: %d\n", ret); return ret; } ``` #### 3. **改用动态分配**(推荐) ```c dev_t dev_id; int ret = alloc_chrdev_region(&dev_id, 0, 1, "mydev"); if (ret == 0) { printk(KERN_INFO "动态分配主设备号: %d\n", MAJOR(dev_id)); } ``` - 引用[3]:*"动态注册无需指定主设备号,避免冲突"* #### 4. **错误码处理** | 错误码 | 含义 | 解决方法 | |--------|------|----------| | `-EBUSY` | 设备号被占用 | 更换主设备号 | | `-EINVAL` | 参数无效 | 检查`count`和`dev_t` | | `-EPERM` | 权限不足 | root权限加载驱动 | #### 5. **调试技巧** - 查看内核日志: ```bash dmesg | tail -20 # 检查驱动加载错误 ``` - 添加调试信息: ```c printk(KERN_DEBUG "尝试注册设备号 %d:%d\n", MAJOR(dev), MINOR(dev)); ``` --- ### 三、完整处理流程 ```c #include <linux/fs.h> static dev_t dev_id; static int __init my_init(void) { int ret; // 尝试静态申请 dev_id = MKDEV(240, 0); ret = register_chrdev_region(dev_id, 1, "mydev"); if (ret < 0) { printk(KERN_WARNING "静态申请失败(%d),改用动态分配\n", ret); ret = alloc_chrdev_region(&dev_id, 0, 1, "mydev"); if (ret < 0) { printk(KERN_ERR "设备号申请失败: %d\n", ret); return ret; } } printk(KERN_INFO "设备号 %d:%d 注册成功\n", MAJOR(dev_id), MINOR(dev_id)); return 0; } ``` --- ### 四、预防措施 1. **优先使用动态分配**(`alloc_chrdev_region`) 2. **设备号范围管理**: - 主设备号12位(0-4095) - 次设备号:20位(0-1048575) 3. **模块卸载时释放资源**: ```c static void __exit my_exit(void) { unregister_chrdev_region(dev_id, 1); } ``` > **提示**:生产环境推荐动态分配,避免设备号冲突。若必须静态分配,建议使用`Documentation/devices.txt`中官方预留号段[^1]。 ---
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