驱动注册的全景视角：从 `module_init` 到 `/dev/xxx` 的创建之路

---

推荐阅读：《Yocto项目实战教程:高效定制嵌入式Linux系统》
更多学习视频请关注 B 站：嵌入式Jerry

---

---

驱动注册的全景视角：从 module_init 到 /dev/xxx 的创建之路

在 Linux 驱动开发过程中，驱动的“注册”到底发生在哪？probe() 和 register 谁先谁后？设备节点 /dev/xxx 又是如何自动出现在系统中的？这些问题看似零散，实则密切关联，构成了驱动模型的关键骨架。本文将带你完整梳理内核驱动注册的全过程，帮助构建清晰的驱动执行链路。

---

✅ 一、Linux 内核驱动结构中常见的函数有哪些？

Linux 内核中的驱动程序通常包含以下几个核心函数与接口：

函数 / 宏名	作用描述
module_init()	指定驱动模块加载时调用的初始化函数
module_exit()	指定驱动卸载时调用的清理函数
xxx_driver.probe()	设备匹配成功后被调用，用于资源申请与初始化
xxx_driver.remove()	驱动卸载或设备移除时调用，用于资源释放
xxx_driver.register()	驱动注册函数，注册到对应总线
register_chrdev() / cdev_add()	注册字符设备，用于 /dev 节点创建
class_create() / device_create()	创建 /dev 节点和 sysfs 接口

---

✅ 二、probe() 和 register() 的调用顺序是怎样的？

这是很多人易混淆的问题，其实：

• register 在前，probe 在后。

解释如下：

1. register_driver() 系列函数（如 platform_driver_register()） 会将驱动挂接到内核的设备模型中。
2. 注册成功后，内核会遍历系统中的设备（如 platform_device），判断是否与该驱动匹配（通过 name、of_match_table、id_table 等方式）。
3. 一旦匹配成功，就会调用 probe() 函数，开始驱动与设备的绑定和初始化。

---

✅ 三、probe() 函数中是否包含 class_create() 等函数？

视情况而定。

• 如果你是字符设备驱动开发者，你通常会在 probe() 函数中调用如下函数：

my_class = class_create(THIS_MODULE, "mydev");
device_create(my_class, NULL, devt, NULL, "mydev%d", minor);

• 这两个函数用于向用户空间导出设备节点，最终会在 /dev 中生成你期望的设备文件，如 /dev/mydev0。

补充说明：

• class_create() 会在 /sys/class/ 下生成一个类；
• device_create() 会创建 /dev/xxx 和 /sys/class/xxx/ 下的节点。

---

✅ 四、驱动注册的调用入口究竟在哪里？

驱动的注册函数通常会写在 module_init() 宏指向的函数中，例如：

static int __init my_driver_init(void)
{
    return platform_driver_register(&my_driver);
}
module_init(my_driver_init);

这个初始化函数会在模块被加载时执行。

---

✅ 五、module_init() 和 module_exit() 的作用与执行时机？

宏定义	描述
module_init(func)	指定模块加载时执行的函数（比如注册驱动）
module_exit(func)	指定模块卸载时执行的函数（比如释放资源）

这两个宏会在模块加载与卸载的过程中自动执行，实际是注册到了特殊的段中：

• __initcall 用于 module_init。
• __exitcall 用于 module_exit。

---

✅ 六、字符设备节点 /dev/xxx 是如何创建的？

这是许多驱动开发新手关心的问题，下面以字符设备为例讲解整个流程：

1. 分配设备号（或使用静态设备号）

alloc_chrdev_region(&devt, 0, 1, "mydev");

2. 初始化并添加 cdev 结构

cdev_init(&my_cdev, &fops);
cdev_add(&my_cdev, devt, 1);

3. 创建 class 和 device，用于 udev 创建设备节点

my_class = class_create(THIS_MODULE, "mydev");
device_create(my_class, NULL, devt, NULL, "mydev%d", 0);

4. 用户空间中的 udev 会根据 sysfs 下的信息自动在 /dev/ 中创建对应节点。

---

✅ 七、一个完整的示意流程图

module_init() ─────┬────────┐
                   ▼        ▼
      register_xxx_driver() │
                            │
             匹配到 device -> probe()
                                ├── register_chrdev() / cdev_add()
                                ├── class_create()
                                └── device_create() → 生成 /dev/xxx

---

总结归纳

问题点	简明回答
驱动常见函数	module_init, probe, register, class_create, device_create
probe 和 register 顺序	register 先，probe 后
class_create 调用位置	通常在 probe 函数中
注册函数调用位置	写在 module_init 指定的初始化函数中
module_init 作用	模块加载时调用注册代码
/dev/xxx 创建机制	class_create + device_create + udev

---

结语：建立驱动模型全局视角

驱动开发不只是调试 probe()，而是理解从驱动注册、设备匹配、字符设备注册到用户空间节点自动创建的一整套机制。掌握这一流程后，你才能真正从“写驱动”跨越到“设计驱动”的层次。

如果你正准备开发一个字符设备或平台设备驱动，不妨从上述结构入手，搭建你自己的驱动框架。

---

---

推荐阅读：《Yocto项目实战教程:高效定制嵌入式Linux系统》
更多学习视频请关注 B 站：嵌入式Jerry

---