创建设备节点
在 Linux 系统中，所有硬件设备都会被当作文件来管理。这些设备对应的特殊文件叫做设备节点，都存放在/dev文件夹里。它们的作用就像桥梁：一边连接着系统内部识别的硬件设备，另一边让应用程序能像操作普通文件一样读写设备数据。这样程序就能通过访问这些特殊文件，间接控制硬件完成操作。
一、SYSFS 文件系统
sysfs 是 Linux 内核提供的一个虚拟文件系统，通常挂载在 /sys 目录。它以目录和属性文件的形式，展示了系统中各类设备、内核模块、内核参数等信息。
像一扇窗口，让你不用深入内核代码即可直观看到所有硬件和驱动的情况。驱动注册时，如果用 class_create 等接口，会自动在 /sys/class/ 下生成相关的 class 目录（比如 /sys/class/myclass/），方便查看和自动生成 /dev/ 设备节点。
二、自动创建设备文件的工具
Linux 新内核中，设备节点的创建主要借助于 udev（User Device），它是一种用户空间的设备管理工具。udev 能自动监控内核发出的硬件变化事件（如插入或移除设备），并智能地在 /dev/ 目录下为所有类型的设备创建设备节点文件。
udev的优点：
- 自动识别设备，自动创建设备文件；
- 支持对设备文件命名和权限进行自定义规则设置；
- 不必手动用
mknod创建节点，方便又安全。
手动创建（使用命令）
可以使用命令：
sudo mknod /dev/设备名 [c|b] 主设备号 次设备号
- 设备名：自己定义，比如 mydev
- c：表示字符设备（b 表示块设备）
- 主设备号、次设备号：与驱动程序中注册时保持一致
示例： 创建一个 mydev ，设定为主设备号为 240，次设备号为 0：
mknod /dev/mydev c 240 0chmod 666 /dev/mydevls -l /dev/mydev
危险操作：删除设备节点使用 sudo rm /dev/mydev
四、自动创建设备节点
推荐使用自动创建设备节点的方法。只需在驱动代码里调用内核提供的 class_create 和 device_create 函数，就能让内核自动在 /dev/ 下生成设备文件，并配合 udev 正确识别。
例子（与驱动注册部分配合）：
struct class *cls;
cls = class_create(THIS_MODULE, "myclass");
device_create(cls, NULL, devno, NULL, "mydev");
这样会自动生成 /dev/mydev。
卸载驱动时记得清理：
device_destroy(cls, devno);
class_destroy(cls);
五、创建设备节点实验
1、源码编写
写一个简单的字符设备驱动，它在加载时自动创建设备节点 /dev/mydev。
首先我们创建一个 04_mk_device_node/ 目录，并在其中创建一个 mydev_mk.c 源码文件，编写下面的驱动：
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>static dev_t devno;
static struct cdev my_cdev;
static struct class *my_class;// 设备操作函数
static int mydev_open(struct inode *inode, struct file *file) { return 0; }
static int mydev_release(struct inode *inode, struct file *file) { return 0; }static struct file_operations mydev_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = mydev_open,.release = mydev_release,
};static int __init mydev_init(void)
{int ret;// 自动分配设备号ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "mydev");if (ret < 0) return ret;// 注册cdevcdev_init(&my_cdev, &mydev_fops);cdev_add(&my_cdev, devno, 1);// 创建设备类和设备节点my_class = class_create(THIS_MODULE, "myclass");device_create(my_class, NULL, devno, NULL, "mydev");printk("mydev driver installed!\n");return 0;
}static void __exit mydev_exit(void)
{device_destroy(my_class, devno);class_destroy(my_class);cdev_del(&my_cdev);unregister_chrdev_region(devno, 1);printk("mydev driver removed!\n");
}module_init(mydev_init);
module_exit(mydev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
makefile
export ARCH=arm64# 交叉编译器绝对路径前缀
CROSS_COMPILE ?= aarch64-linux-gnu-
# 和源文件名一致
obj-m += mydev_mk.o# 内核源码目录
KDIR := $(HOME)/Desktop/SDK/kernel
PWD ?= $(shell pwd)all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesclean:make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
~
创建设备节点
在虚拟机中
在SDK路径下（编译过源码的文件夹）
/home/p/Desktop/SDK/user_project/04_mk_device_node
创建user_project/04_mk_device_node目录用于存放创建设备节点代码的目录
主要文件
mydev_mk.c
/* 字符设备结构体* cdev 是 Linux 内核中描述“字符设备”的核心对象，* 用于把 设备号(dev_t) 和 file_operations 绑定在一起*/
static struct cdev my_cdev;/* 设备类指针* class 用于在 /sys/class 下创建一个设备类，* 结合 udev，可自动在 /dev 下生成设备节点*/
static struct class *my_class;/* ================== 设备操作函数 ================== *//* open 回调函数* 当用户空间调用 open("/dev/mydev2", ...) 时进入* inode : 描述设备节点的 inode* file : 本次打开对应的 file 结构*/
static int mydev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{/* 当前只是一个空实现* 返回 0 表示 open 成功*/return 0;
}/* release 回调函数* 当用户空间调用 close(fd) 时进入*/
static int mydev_release(struct inode *inode, struct file *file)
{/* 同样为空实现，仅表示关闭成功 */return 0;
}/* 文件操作集* 描述该字符设备支持哪些系统调用* 内核通过该结构体将用户态操作映射到驱动函数*/
static struct file_operations mydev_fops = {.owner = THIS_MODULE, // 指定模块所有者，防止模块被错误卸载.open = mydev_open, // 对应 open().release = mydev_release, // 对应 close()
};/* ================== 模块初始化函数 ================== */
/* __init 表示该函数只在模块加载阶段使用，* 加载完成后该函数占用的内存可以被释放*/
static int __init mydev_init(void)
{int ret;/* 动态申请字符设备号* devno : 返回的设备号（包含主设备号 + 次设备号）* 0 : 起始次设备号* 1 : 申请的设备个数* "mydev2" : 设备名（显示在 /proc/devices 中）*/ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "mydev2");if (ret < 0)return ret; // 申请失败直接返回/* 初始化 cdev 结构体* 将字符设备和 file_operations 关联起来*/cdev_init(&my_cdev, &mydev_fops);/* 向内核注册字符设备* devno : 设备号* 1 : 设备数量*/cdev_add(&my_cdev, devno, 1);/* 创建设备类* 会在 /sys/class/myclass2/ 下生成目录*/my_class = class_create(THIS_MODULE, "myclass2");/* 创建设备节点* udev 会自动在 /dev/ 下生成 /dev/mydev2*/device_create(my_class, NULL, devno, NULL, "mydev2");printk("mydev driver installed!\n");return 0;
}/* ================== 模块退出函数 ================== */
/* __exit 表示该函数仅在模块卸载时使用 */
static void __exit mydev_exit(void)
{/* 删除设备节点 /dev/mydev2 */device_destroy(my_class, devno);/* 删除设备类 /sys/class/myclass2 */class_destroy(my_class);/* 从内核中删除字符设备 */cdev_del(&my_cdev);/* 释放之前申请的设备号 */unregister_chrdev_region(devno, 1);printk("mydev driver removed!\n");
}/* 指定模块加载和卸载函数 */
module_init(mydev_init);
module_exit(mydev_exit);/* 指定许可证，GPL 表示使用 GPL 协议 */
MODULE_LICENSE("GPL");
/* ================== 模块初始化函数 ================== */
/* __init 表示该函数只在模块加载阶段使用，* 加载完成后该函数占用的内存可以被释放*/
static int __init mydev_init(void)
{int ret;/* 动态申请字符设备号* devno : 返回的设备号（包含主设备号 + 次设备号）* 0 : 起始次设备号* 1 : 申请的设备个数* "mydev2" : 设备名（显示在 /proc/devices 中）*/ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "mydev2");if (ret < 0)return ret; // 申请失败直接返回/* 初始化 cdev 结构体* 将字符设备和 file_operations 关联起来*/cdev_init(&my_cdev, &mydev_fops);/* 向内核注册字符设备* devno : 设备号* 1 : 设备数量*/cdev_add(&my_cdev, devno, 1);/* 创建设备类* 会在 /sys/class/myclass2/ 下生成目录*/my_class = class_create(THIS_MODULE, "myclass2");/* 创建设备节点* udev 会自动在 /dev/ 下生成 /dev/mydev2*/device_create(my_class, NULL, devno, NULL, "mydev2");printk("mydev driver installed!\n");return 0;
}
初始化流程
1、动态申请字符设备号
alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "mydev2");
2、初始化 cdev 结构体，将字符设备和 file_operations 关联起来
cdev_init(&my_cdev, &mydev_fops);
3、 向内核注册字符设备
cdev_add(&my_cdev, devno, 1);
4、创建设备类，会在 /sys/class/myclass2/ 下生成目录
my_class = class_create(THIS_MODULE, "myclass2");
5、创建设备节点， udev 会自动在 /dev/ 下生成 /dev/mydev2
device_create(my_class, NULL, devno, NULL, "mydev2");
/* ================== 模块退出函数 ================== */
/* ================== 模块退出函数 ================== */
/* __exit 表示该函数仅在模块卸载时使用 */
static void __exit mydev_exit(void)
{/* 删除设备节点 /dev/mydev2 */device_destroy(my_class, devno);/* 删除设备类 /sys/class/myclass2 */class_destroy(my_class);/* 从内核中删除字符设备 */cdev_del(&my_cdev);/* 释放之前申请的设备号 */unregister_chrdev_region(devno, 1);printk("mydev driver2 removed!\n");
}
1、删除设备节点 /dev/mydev2
device_destroy(my_class, devno);
2、删除设备类 /sys/class/myclass2
class_destroy(my_class);3、从内核中删除字符设备
cdev_del(&my_cdev);4、 释放之前申请的设备号
unregister_chrdev_region(devno, 1)；
编写Makefile
export ARCH=arm64
# 交叉编译器绝对路径前缀
CROSS_COMPILE ?= aarch64-linux-gnu-
# 和源文件名一致
obj-m += mydev_mk.o
#obj-m 表示 模块（module）
#如果是内核内建，会用 obj-y# 内核源码目录(存放编译镜像SDK生成的kernel目录)
KDIR := $(HOME)/Desktop/SDK/kernel
#指向：已经配置并编译过的内核源码目录
PWD ?= $(shell pwd)#获取当前 Makefile 所在路径，传给内核编译系统all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesclean:make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
编译
make
将驱动模块拷贝至rk3566
验证
使用adb，将模块拷贝
adb -s “设备” push “PC路径” “存放在rk3566的路径”
挂载模块
sudo insmod mydev_mk.ko
查看日志
dmesg | grep -E 'mydev'
卸载模块
sudo rmmod mydev_mk
查看设备节点文件
ls -l /dev/mydev
