动态指定设备号-优快云博客

这段代码是 Linux 内核模块中用于动态指定设备号的典型实现，适用于字符设备驱动开发。以下是逐行解释：

1. 定义静态设备号参数

static int major; // 静态主设备号（如 240）
static int minor; // 静态次设备号（如 0）

作用：声明两个静态整型变量，用于存储从模块参数传递的主/次设备号。
静态关键字：static 表示变量仅在当前文件内可见，避免命名冲突。

2. 暴露模块参数

module_param(major, int, S_IRUGO); // 允许通过 insmod/modprobe 传递 major 参数
module_param(minor, int, S_IRUGO); // 允许通过 insmod/modprobe 传递 minor 参数

module_param 宏：将变量声明为模块参数，支持在加载模块时动态赋值。
- 参数1：变量名（major, minor）。
- 参数2：参数类型（int）。
- 参数3：权限掩码（S_IRUGO 表示只读，对应 /sys/module/<模块名>/parameters/ 下的文件权限）。

使用示例：

sudo insmod my_driver.ko major=240 minor=0

3. 定义设备号变量

static dev_t dev_num; // 用于存储组合后的设备号（32/64 位，取决于内核配置）

dev_t 类型：内核中表示设备号的类型，包含主设备号（Major）和次设备号（Minor）。
- 主设备号：标识设备类型（如字符设备、块设备），由内核分配。
- 次设备号：由驱动自行管理，用于区分同类型的不同设备实例。

4. 典型使用场景

在模块初始化函数（如 module_init）中，通常会执行以下操作：

static int __init my_driver_init(void) {
    // 组合主次设备号为 dev_t
    dev_num = MKDEV(major, minor);
    
    // 注册字符设备（静态分配方式）
    register_chrdev_region(dev_num, 1, "my_device");
    
    // 或者动态分配设备号（更推荐）
    // alloc_chrdev_region(&dev_num, minor, 1, "my_device");
    
    // 创建类、设备节点等操作...
    return 0;
}

5. 关键注意事项

静态分配 vs 动态分配：
- 静态分配：需手动指定 major，需确保未被其他驱动占用（通过 cat /proc/devices 查询）。
- 动态分配：使用 alloc_chrdev_region 让内核自动分配空闲设备号，更安全。
设备号范围：
- 传统 8+24 位：主设备号 8 位（0-255），次设备号 24 位。
- 64 位 dev_t：现代内核支持更大范围，但主设备号仍建议使用 <256。
权限管理：
- S_IRUGO 确保参数文件在 /sys/module/ 下为只读，防止运行时误修改。

6. 完整流程示例

// 1. 定义参数和设备号变量
static int major;
static int minor;
module_param(major, int, S_IRUGO);
module_param(minor, int, S_IRUGO);
static dev_t dev_num;

// 2. 模块初始化函数
static int __init my_driver_init(void) {
    int ret;
    
    // 组合设备号
    dev_num = MKDEV(major, minor);
    
    // 静态注册设备号（需确保 major 未被占用）
    ret = register_chrdev_region(dev_num, 1, "my_device");
    if (ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "Failed to register device number\n");
        return ret;
    }
    
    // 动态分配示例（更推荐）
    // ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, minor, 1, "my_device");
    // major = MAJOR(dev_num);  // 从分配结果中提取主设备号
    
    // 创建类、设备节点等...
    return 0;
}

// 3. 模块退出函数
static void __exit my_driver_exit(void) {
    unregister_chrdev_region(dev_num, 1);
    // 清理资源...
}

module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);

7. 用户空间交互

加载模块后，用户可通过 mknod 手动创建设备节点：

sudo mknod /dev/my_device c $(major) $(minor)

c 表示字符设备。
动态分配时，需从 /proc/devices 或 dmesg 输出中获取分配的 major。