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点击这里查看所有博文 随着自己工作的进行接触到的技术栈也越来越多。给我一个很直观的感受就是某一项技术/经验在刚开始接触的时候都记得很清楚。往往过了几个月都会忘记的差不多了只有经常会用到的东西才有可能真正记下来。存在很多在特殊情况下有一点用处的技巧用的不多的技巧可能一个星期就忘了。 想了很久想通过一些手段把这些事情记录下来。也尝试过在书上记笔记这也只是一时的书不在手边的时候那些笔记就和没记一样不是很方便。 很多时候我们遇到了问题一般情况下都是选择在搜索引擎检索相关内容这样来的也更快一点除非真的找不到才会去选择翻书。后来就想到了写博客博客作为自己的一个笔记平台倒是挺合适的。随时可以查阅不用随身携带。 同时由于写博客是对外的既然是对外的就不能随便写任何人都可以看到。经验对于我来说那就只是经验而已公布出来说不一定我的一些经验可以帮助到其他的人。遇到和我相同问题时可以少走一些弯路。 既然决定了要写博客那就只能认真去写。不管写的好不好尽力就行。千里之行始于足下一步一个脚印慢慢来 写的多了慢慢也会变好的。权当是记录自己的成长的一个过程等到以后再往回看时就会发现自己以前原来这么菜。 本系列博客所述资料均来自互联网资料并不是本人原创只有博客是自己写的。出于热心本人将自己的所学笔记整理并推出相对应的使用教程方面其他人学习。为国内的物联网事业发展尽自己的一份绵薄之力没有为自己谋取私利的想法。若出现侵权现象请告知本人本人会立即停止更新并删除相应的文章和代码。
前言 在前面两小节中我们学习到了设备注册。可以将一个设备驱动注册到内核中。设备注册完成后还需要通过mknod指令在用户空间中手动创建该驱动对应的设备节点。
rootubuntu:# mknod /dev/hello_test0 c 237 0该命令在执行是不会检查参数的合法性。也不会检查设备驱动是否存在。如果系统中所有的驱动都通过该方法创建设备节点就会出现一个问题。当设备未接入时就可能会出现很多的设备节点。 实际上Linux内核为我们提供了一组函数可以在模块加载的时候自动在/dev目录下创建相应设备节点并在卸载模块时删除该节点当然前提条件是用户空间移植了udev。
udev udev是一个工作在用户空间的工具它能根据系统中硬件设备的状态动态的更新设备文件包括设备文件的创建删除权限等。这些文件通常都定义在/dev 目录下但也可以在配置文件中指定。 当插入新设备—加入驱动模块—在sysfs上注册新的数据后udev会自动创建新的设备节点。udev运行在用户模式中而并非内核中。 接口 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。代码中出现的class指的是 设备类device classes是对于设备的高级抽象。但 实际上class也是一个结构体只不过class结构体在声明时是按照类的思想来组织其成员的。
/*** struct class - device classes* name: Name of the class.* owner: The module owner.* class_attrs: Default attributes of this class.* dev_groups: Default attributes of the devices that belong to the class.* dev_kobj: The kobject that represents this class and links it into the hierarchy.* dev_uevent: Called when a device is added, removed from this class, or a* few other things that generate uevents to add the environment* variables.* devnode: Callback to provide the devtmpfs.* class_release: Called to release this class.* dev_release: Called to release the device.* suspend: Used to put the device to sleep mode, usually to a low power* state.* resume: Used to bring the device from the sleep mode.* ns_type: Callbacks so sysfs can detemine namespaces.* namespace: Namespace of the device belongs to this class.* pm: The default device power management operations of this class.* p: The private data of the driver core, no one other than the* driver core can touch this.** A class is a higher-level view of a device that abstracts out low-level* implementation details. Drivers may see a SCSI disk or an ATA disk, but,* at the class level, they are all simply disks. Classes allow user space* to work with devices based on what they do, rather than how they are* connected or how they work.*/
struct class {const char *name;struct module *owner;struct class_attribute *class_attrs;const struct attribute_group **dev_groups;struct kobject *dev_kobj;int (*dev_uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);char *(*devnode)(struct device *dev, umode_t *mode);void (*class_release)(struct class *class);void (*dev_release)(struct device *dev);int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);int (*resume)(struct device *dev);const struct kobj_ns_type_operations *ns_type;const void *(*namespace)(struct device *dev);const struct dev_pm_ops *pm;struct subsys_private *p;
};内核同时提供了class_create宏。用于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进Linux内核系统中。此函数的执行效果就是在**/sys/class/**目录下创建一个新的文件夹此文件夹的名字为此函数的第二个输入参数。 class_create 一共有两个参数参数 owner 一般为 THIS_MODULE参数 name 是类名字。返回值是个指向结构体 class 的指针也就是创建的类。
/* This is a #define to keep the compiler from merging different* instances of the __key variable */
#define class_create(owner, name) \
({ \static struct lock_class_key __key; \__class_create(owner, name, __key); \
})/*** 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.* key: the lock_class_key for this class; used by mutex lock debugging** This is used to create a struct class pointer that can then be used* in calls to device_create().** Returns struct class pointer on success, or ERR_PTR() on error.** Note, the pointer created here is to be destroyed when finished by* making a call to class_destroy().*/
struct class *__class_create(struct module *owner, const char *name,struct lock_class_key *key)
{struct class *cls;int retval;cls kzalloc(sizeof(*cls), GFP_KERNEL);if (!cls) {retval -ENOMEM;goto error;}cls-name name;cls-owner owner;cls-class_release class_create_release;retval __class_register(cls, key);if (retval)goto error;return cls;
error:kfree(cls);return ERR_PTR(retval);
}函数device_create用于动态创建逻辑设备对新的逻辑设备进行相应初始化然后将此逻辑设备加入到Linux内核系统的设备驱动程序模型中。 device_create是个可变参数函数参数 class 就是设备要创建在哪个类下面。参数 parent 是父设备一般为 NULL也就是没有父设备。参数 devt 是设备号。参数 drvdata 是设备可能会使用的一些数据一般为 NULL。参数 fmt 是设备名字如果设置 fmtxxx 的话就会生成/dev/xxx这个设备文件。返回值就是创建好的设备。
/*** device_create - creates a device and registers it with sysfs* class: pointer to the struct class that this device should be registered to* parent: pointer to the parent struct device of this new device, if any* devt: the dev_t for the char device to be added* drvdata: the data to be added to the device for callbacks* fmt: string for the devices name** This function can be used by char device classes. A struct device* will be created in sysfs, registered to the specified class.** A dev file will be created, showing the dev_t for the device, if* the dev_t is not 0,0.* If a pointer to a parent struct device is passed in, the newly created* struct device will be a child of that device in sysfs.* The pointer to the struct device will be returned from the call.* Any further sysfs files that might be required can be created using this* pointer.** Returns struct device pointer on success, or ERR_PTR() on error.** Note: the struct class passed to this function must have previously* been created with a call to class_create().*/
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
{va_list vargs;struct device *dev;va_start(vargs, fmt);dev device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);va_end(vargs);return dev;
}该函数会自动地在/sys/devices/virtual目录下创建新的逻辑设备目录。并将其软连接到/sys/class/目录中对应的类下。同时还会在/dev目录下创建与逻辑类对应地设备文件。
rootubuntu:# ll /sys/class/hellocls/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 17 06:11 hellodev - ../../devices/virtual/hellocls/hellodevrootubuntu:# ll /dev/hellodev
crw------- 1 root root 237, 0 Sep 17 06:11 /dev/hellodev代码实现 示例代码实现也比较简单完成设备的注册后。class_create创建一个hellocls的类该函数最终会在/sys/class目录中创建一个名为hellocls的文件夹。device_create函数将设备驱动存放到hellocls类中并创建对应的设备文件。
static int hello_init(void)
{int result; printk(hello_init \n);result register_chrdev( major, hello, hello_ops);if(result 0){printk(register_chrdev fail \n);return result;}cls class_create(THIS_MODULE, hellocls);if (IS_ERR(cls)) {printk(KERN_ERR class_create() failed for cls\n);result PTR_ERR(cls);goto out_err_1;}devno MKDEV(major, minor); class_dev device_create(cls, NULL, devno, NULL, hellodev);if (IS_ERR(class_dev)) {result PTR_ERR(class_dev);goto out_err_2;}return 0;
out_err_2:class_destroy(cls);
out_err_1:unregister_chrdev(major,hello);return result;
}static void hello_exit(void)
{printk(hello_exit \n);device_destroy(cls, devno);class_destroy(cls);unregister_chrdev(major,hello);return;
}实验结果 测试程序如下打开/dev/hellodev字符设备。紧接着关闭掉。
#include stdio.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
main()
{int fd;fd open(/dev/hellodev,O_RDWR);if(fd0){perror(open fail \n);return;}printf(open ok \n);close(fd);printf(close ok \n);
}加载模块用户空间编译测试程序。运行测试程序对驱动进行打开和关闭的操作。日志可以看到驱动中的hello_openhello_release都被正常调用。
rootubuntu:# insmod ./hello.ko
rootubuntu:# gcc ./test.c
rootubuntu:# ./a.out
open ok
close ok
rootubuntu:# dmesg
[170236.680298] hello_exit()
[170280.990839] hello_init
[222202.880295] hello_open()
[222202.880418] hello_release()进入到系统的类目录查看dev文件和uevent文件。其中记录的就是驱动模块中注册的设备号。
rootubuntu:# cd /sys/class//hellocls/hellodev
rootubuntu:# $ cat dev
237:0
rootubuntu:# cat uevent
MAJOR237
MINOR0
DEVNAMEhellodev
rootubuntu:# ll /dev/hellodev
crw------- 1 root root 237, 0 Sep 17 06:11 /dev/hellodev那么本篇博客就到此结束了这里只是记录了一些我个人的学习笔记其中存在大量我自己的理解。文中所述不一定是完全正确的可能有的地方我自己也理解错了。如果有些错的地方欢迎大家批评指正。如有问题直接在对应的博客评论区指出即可不需要私聊我。我们交流的内容留下来也有助于其他人查看说不一定也有其他人遇到了同样的问题呢。
