class_create() class_device_create

Linux设备管理:从devfs到udev的过渡与实践
本文深入探讨了Linux内核中设备管理从devfs到udev的演变过程,详细介绍了如何在模块中加入对udev的支持,包括使用`class_create`和`class_device_create`函数为设备创建类和设备文件。通过实例代码演示了在模块加载时,udev daemon会自动在/dev下创建设备文件的过程。
class_create()

从linux内核2.6的某个版本之后,devfs不复存在,udev成为devfs的替代。相比devfs,udev有很多优势,在此就不罗嗦了,提醒一点,udev是应用层的东东,不要试图在内核的配置选项里找到它;加入对udev的支持很简单,以作者所写的一个字符设备驱动为例,在驱动初始化的代码里调用class_create为该设备创建一个class,再为每个设备调用 class_device_create创建对应的设备。大致用法如下:
struct class *myclass = class_create(THIS_MODULE, “my_device_driver”);
class_device_create(myclass, NULL, MKDEV(major_num, 0), NULL, “my_device”);
这样的module被加载时,udev daemon就会自动在/dev下创建my_device设备文件


class_create()
-------------------------------------------------
linux-2.6.22/include/linux/device.h
struct class *class_create(struct module *owner, const char *name)
    class_create - create a struct class structure
    @owner: pointer to the module that is to "own" this struct class
    @name: pointer to a string for the name of this class.
在/sys/class/下创建类目录



class_device_create()
-------------------------------------------------
linux-2.6.22/include/linux/device.h
struct class_device *class_device_create(struct class        *cls,
                                         struct class_device *parent,
                                         dev_t               devt,
                                         struct device       *device,
                                         const char          *fmt, ...)

    class_device_create - creates a class device and registers it with sysfs
    @cls: pointer to the struct class that this device should be registered to.
    @parent: pointer to the parent struct class_device of this new device, if any.
    @devt: the dev_t for the char device to be added.
    @device: a pointer to a struct device that is assiociated with this class device.
    @fmt: string for the class device's name
<think>我们正在讨论Linux内核驱动开发中的device_createclass_create函数。根据用户需求,我们需要解释这两个函数之间的关系,并说明它们在设备驱动开发中的作用。首先,我们回顾一下Linux设备模型的基本概念。在Linux内核中,设备通常组织在类(class)之下,类是一个逻辑上的集合,用于管理一组具有相似功能的设备。例如,所有字符设备可能属于同一个类。类在sysfs文件系统中表现为一个目录,其中包含该类下的所有设备。现在,我们具体分析这两个函数:1.class_create:这个函数用于创建一个新的设备类。它会返回一个指向structclass的指针,这个结构体代表一个设备类。在sysfs中,这个类将出现在/sys/class/目录下。例如,创建一个名为"myclass"的类:```cstructclass*my_class=class_create(THIS_MODULE,"myclass");```2.device_create:这个函数用于在指定的类下创建设备节点。它会在sysfs中创建对应的设备项,并在/dev目录下创建设备节点(如果使用了udev或devtmpfs)。这个函数需要传入一个类指针(由class_create返回)以及其他参数,如父设备、设备号、设备名称等。例如,在my_class类下创建一个名为"mydevice"的设备:```cdevice_create(my_class,NULL,devt,NULL,"mydevice");```它们之间的关系是:-class_create必须先于device_create调用,因为创建具体的设备节点需要指定其所属的类。-一个类可以包含多个设备,因此可以多次调用device_create在同一个类下创建多个设备节点。-当设备被移除时,需要先调用device_destroy删除设备节点,然后再调用class_destroy销毁类。这种机制的好处是:-提供了统一的设备管理视图(通过sysfs)。-方便用户空间工具(如udev)根据设备类来设置设备节点的权限、创建符号链接等。因此,在设备驱动开发中,我们通常会在模块初始化函数中调用class_create来创建一个类,然后在探测(probe)函数中为每个检测到的设备调用device_create。在模块退出函数中,我们会移除所有设备并销毁类。下面是一个简单的示例代码片段:```c#include<linux/device.h>staticstructclass*my_class;staticdev_tdev_num;staticint__initmy_init(void){//分配设备号alloc_chrdev_region(&dev_num,0,1,"mydevice");//创建设备类my_class=class_create(THIS_MODULE,"myclass");if(IS_ERR(my_class)){//错误处理returnPTR_ERR(my_class);}//在类下创建设备device_create(my_class,NULL,dev_num,NULL,"mydevice");return0;}staticvoid__exitmy_exit(void){//销毁设备device_destroy(my_class,dev_num);//销毁类class_destroy(my_class);//释放设备号unregister_chrdev_region(dev_num,1);}module_init(my_init);module_exit(my_exit);```在这个示例中,我们首先分配了一个设备号,然后创建了一个名为"myclass"的类,最后在这个类下创建了一个名为"mydevice"的设备。在模块卸载时,我们按相反的顺序销毁设备和类。通过这样的方式,设备模型在sysfs中会表现为:-/sys/class/myclass/-/sys/class/myclass/mydevice同时,在/dev目录下会有一个设备节点(例如/dev/mydevice)。总结:class_create用于创建一个设备类,而device_create则在该类下创建设备节点。它们共同构成了Linux设备模型中的层次结构,使得设备管理更加有序和一致。相关问题:1.在Linux设备驱动中,class_createdevice_create函数失败时应该如何处理?2.除了class_createdevice_create,还有哪些函数用于管理Linux设备模型?3.在sysfs中,设备和类的属性文件是如何创建和管理的?</think>### Linux内核中`device_create`与`class_create`的关系 在Linux设备驱动开发中,`class_create`和`device_create`是构建设备模型的核心函数,它们共同实现**sysfs设备树**的层次化组织,关系如下: #### 1. **`class_create`:创建设备类** - **作用**:在`/sys/class/`目录下创建**逻辑设备类别**(如`leds`, `input`等) - **功能**: - 定义一类具有共同属性的设备(如所有LED设备) - 生成类目录:`/sys/class/<class_name>` - **典型用法**: ```c struct class *my_class = class_create(THIS_MODULE, "mydev_class"); ``` #### 2. **`device_create`:创建设备节点** - **作用**:在指定类下创建**具体设备实例** - **依赖**:必须基于`class_create`返回的类指针 - **功能**: - 在`/sys/class/<class_name>/`下生成设备目录(如`mydev_device`) - 自动在`/dev/`生成设备节点文件(需配合`dev_t`设备号) - **典型用法**: ```c device_create(my_class, NULL, devt, NULL, "mydev_device"); ``` #### 3. 协作流程(代码示例) ```c // 1. 创建设备类 struct class *dev_class = class_create(THIS_MODULE, "my_class"); // 2. 分配设备号 dev_t dev_num; alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, "mydev"); // 3. 在类下创建设备节点 struct device *dev = device_create(dev_class, NULL, dev_num, NULL, "mydev0"); // 4. 注销时反向操作 device_destroy(dev_class, dev_num); // 先删除设备 class_destroy(dev_class); // 再销毁类 ``` #### 4. 关键关系总结 | 特性 | `class_create` | `device_create` | |---------------------|-----------------------------------|-------------------------------------| | **目标对象** | 设备类别(抽象概念) | 具体设备实例 | | **sysfs位置** | `/sys/class/<class_name>` | `/sys/class/<class_name>/<device>` | | **依赖关系** | 无需前置条件 | 必须基于已存在的类 | | **用户空间可见性** | 类目录 | `/dev/`下设备节点 + 类内设备属性 | #### 5. 实际效果演示 执行后sysfs结构: ``` /sys/class/ └── my_class/ ← class_create创建 ├── mydev0/ ← device_create创建 │ ├── dev # 设备号属性 │ └── power/ # 电源管理 └── ... # 可添加更多设备 ``` 同时`/dev/mydev0`设备节点被自动生成(通过udev机制)。 > **设计哲学**:这种分层模型实现了: > 1. **统一管理**:同类别设备共享操作接口 > 2. **动态扩展**:新设备加入无需修改类逻辑 > 3. **用户空间标准化**:应用通过sysfs统一访问设备属性[^1] --- ### 相关问题 1. 当`device_create`失败时应该如何处理已分配的资源和已创建的类? 2. 如何通过sysfs向用户空间暴露自定义设备属性? 3. 在热插拔场景中,`class_create`和`device_create`需要配合哪些其他内核API? [^1]: Linux设备模型的核心设计思想是通过sysfs实现用户空间对设备状态的标准化访问,类与设备的层级关系是此模型的关键实现机制。
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