Linux設備驅動--添加設備節點

1 環境描述
    Host：Ubuntu14.04（64bit）
    Target：smdk2410
     Kernel：linux-2.6.39.4

2 前言

    我們在剛開始寫Linux設備驅動程序的時候， 很多時候都是利用mknod命令手動創建設備節點，實際上Linux內核爲我們提供了一組函數，可以用來在模塊加載的時候自動在/dev目錄下創建相應設備節點，並在卸載模塊時刪除該節點，當然前提條件是用戶空間移植了udev[2]。從linux 內核2.6的某個版本之後，devfs不復存在，udev成爲devfs的替代。與devfs不同的是，udev是用戶空間的[2]。

    內核中定義struct class結構體，該結構體的一個變量對應一個類。內核同時提供了class_create()，可以用它來創建一個類，這個類存放於sysfs下面。一旦創建好了這個類，再調用device_create()在/dev目錄下創建相應的設備節點。這樣，加載模塊的時候，用戶空間中的udev會自動響應device_create()函數，去/sysfs下尋找對應的類從而創建設備節點[1]。

    在驅動用加入對udev的支持主要做的就是：在驅動初始化的代碼裏調用class_create()爲該設備創建一個struct class，再爲每個設備調用device_create()創建對應的設備[1]，大致用法如下[2]：

struct class *myclass = class_create(THIS_MODULE, “my_device_driver”);
device_create(myclass, NULL, MKDEV(major_num, 0), NULL, “my_device”);

    這樣的module被加載時，udev daemon就會自動在/dev下創建my_device設備文件[2]。 

注： 在2.6較早的內核中device_create()的曾用名爲class_device_create()[1]。

3 FrameBuffer設備節點

    創建FrameBuffer設備節點的主要流程是，先定義一個struct class指針變量fb_class，然後在fbmem_init()中調用class_create()創建類並且賦值給fb_class，然後在do_register_framebuffer()中調用device_create()根據上述fb_class創建設備節點。

（1）fb_class

struct class *fb_class;
EXPORT_SYMBOL(fb_class);
/* 源文件：drivers/video/fbmem.c */

（2）class_create()

static int __init fbmem_init(void)
{
	proc_create("fb", 0, NULL, &fb_proc_fops);

	if (register_chrdev(FB_MAJOR,"fb",&fb_fops))
		printk("unable to get major %d for fb devs\n", FB_MAJOR);

	fb_class = class_create(THIS_MODULE, "graphics");  /* 創建一個graphics類! */
	if (IS_ERR(fb_class)) {
		printk(KERN_WARNING "Unable to create fb class; errno = %ld\n", PTR_ERR(fb_class));
		fb_class = NULL;
	}
	return 0;
}
/* 源文件：drivers/video/fbmem.c */

（3）device_create()

    在do_register_framebuffer()函數中，就調用device_create()創建fbn設備節點（n=0~31），如下面函數第25行所示：

static int do_register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
{
	int i;
	struct fb_event event;
	struct fb_videomode mode;

	if (fb_check_foreignness(fb_info))
		return -ENOSYS;

	do_remove_conflicting_framebuffers(fb_info->apertures, fb_info->fix.id,
					 fb_is_primary_device(fb_info));

	if (num_registered_fb == FB_MAX)
		return -ENXIO;

	num_registered_fb++;
	for (i = 0 ; i < FB_MAX; i++)
		if (!registered_fb[i])
			break;
	fb_info->node = i;
	atomic_set(&fb_info->count, 1);
	mutex_init(&fb_info->lock);
	mutex_init(&fb_info->mm_lock);

	fb_info->dev = device_create(fb_class, fb_info->device,           /* 創建設備節點! */
				     MKDEV(FB_MAJOR, i), NULL, "fb%d", i);
	if (IS_ERR(fb_info->dev)) {
		/* Not fatal */
		printk(KERN_WARNING "Unable to create device for framebuffer %d; errno = %ld\n", i, PTR_ERR(fb_info->dev));
		fb_info->dev = NULL;
	} else
		fb_init_device(fb_info);

	if (fb_info->pixmap.addr == NULL) {
		fb_info->pixmap.addr = kmalloc(FBPIXMAPSIZE, GFP_KERNEL);
		if (fb_info->pixmap.addr) {
			fb_info->pixmap.size = FBPIXMAPSIZE;
			fb_info->pixmap.buf_align = 1;
			fb_info->pixmap.scan_align = 1;
			fb_info->pixmap.access_align = 32;
			fb_info->pixmap.flags = FB_PIXMAP_DEFAULT;
		}
	}	
	fb_info->pixmap.offset = 0;

	if (!fb_info->pixmap.blit_x)
		fb_info->pixmap.blit_x = ~(u32)0;

	if (!fb_info->pixmap.blit_y)
		fb_info->pixmap.blit_y = ~(u32)0;

	if (!fb_info->modelist.prev || !fb_info->modelist.next)
		INIT_LIST_HEAD(&fb_info->modelist);

	fb_var_to_videomode(&mode, &fb_info->var);
	fb_add_videomode(&mode, &fb_info->modelist);
	registered_fb[i] = fb_info;

	event.info = fb_info;
	if (!lock_fb_info(fb_info))
		return -ENODEV;
	fb_notifier_call_chain(FB_EVENT_FB_REGISTERED, &event);
	unlock_fb_info(fb_info);
	return 0;
}
/* 源文件：drivers/video/fbmem.c */

參考資料

[1]Linux自動創建設備節點 

[2]class_create(),device_create自動創建設備文件結點