Linux如何创建设备节点？

在Linux系统中，设备节点是设备文件在/dev目录下的表示，通过节点应用程序可以与硬件设备交互，创建设备节点主要有两种方式：传统命令mknod和现代的udev动态管理机制,下面详细介绍这两种方法的具体操作和注意事项。

使用mknod命令手动创建设备节点

mknod是Linux系统中创建设备节点的传统命令，允许用户手动指定设备类型、主设备号、次设备号及文件名，其基本语法为：

mknod [选项] 设备名 设备类型 主设备号 次设备号

关键参数说明

• 设备类型：需用字符表示，常见类型包括：
  • c：字符设备（如串口、终端），以字节为单位进行I/O操作；
  • b：块设备（如硬盘、U盘），以固定大小的数据块进行I/O操作；
  • p：命名管道（FIFO），用于进程间通信。
• 主设备号：标识设备驱动程序，由内核分配，可通过/proc/devices文件查看已分配的主设备号列表。
• 次设备号：标识同一类型下的具体设备实例，通常由驱动程序自行管理（如同一硬盘的不同分区）。

操作示例

假设要创建一个字符设备节点/dev/mychar，主设备号为100，次设备号为0，执行以下命令：

sudo mknod /dev/mychar c 100 0

创建后可通过ls -l /dev/mychar查看节点信息，输出中c表示字符设备，100,0即主次设备号。

注意事项

• 权限问题：mknod创建的节点默认权限为666（所有用户可读写），若需调整权限，可通过chmod命令修改，如sudo chmod 644 /dev/mychar。
• 设备号冲突：若主设备号已被内核中的其他驱动占用，会导致设备无法正常工作，需确保设备号唯一性（可通过cat /proc/devices确认）。
• 静态管理缺陷：mknod创建的节点是静态的，系统重启或设备热插拔后节点可能丢失，需配合开机脚本（如/etc/rc.local）自动创建，不适合动态设备管理。

使用udev动态管理设备节点

udev是Linux设备管理器，负责在设备接入或移除时自动创建、删除设备节点，并支持权限、符号链接等高级配置，是现代Linux系统（如Ubuntu、CentOS）的推荐方式。

udev工作原理

udev通过监听内核的设备事件（如设备添加、移除），匹配预定义的规则文件（位于/etc/udev/rules.d/），根据规则执行相应操作（如创建节点、设置权限）。

udev规则编写基础

规则文件以.rules为后缀，按数字顺序加载（如99-mydevice.rules优先级高于10-mydevice.rules），基本语法为：

ACTION=="操作类型", SUBSYSTEM=="设备子系统", 属性匹配="值", 操作指令

• ACTION：设备操作类型，如add（设备添加）、remove（设备移除）。
• SUBSYSTEM：设备所属子系统，如block（块设备）、tty（终端设备）、usb（USB设备）。
• 属性匹配：通过设备的内核属性（如ATTRS{vendor}、ATTRS{model}）匹配设备，确保规则唯一性。
• 操作指令：如NAME="节点名"（定义设备名）、MODE="0664"（设置权限）、SYMLINK+="link"（创建符号链接）。

操作示例

假设要为特定USB串口设备（vendor ID=0x1234，product ID=0x5678）创建设备节点/dev/myusb，并设置权限为666，步骤如下：
（1）查看设备属性：插入设备后，执行udevadm info -a -n /dev/ttyUSB0，找到ATTRS{idVendor}和ATTRS{idProduct}的值。
（2）编写规则文件：创建/etc/udev/rules.d/99-myusb.rules为：

ACTION=="add", SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="1234", ATTRS{idProduct}=="5678", NAME="myusb", MODE="0664"

（3）重载udev规则并测试：

sudo udevadm control --reload-rules  # 重载规则
sudo udevadm trigger --action=add    # 触发设备事件
ls -l /dev/myusb                    # 查看节点是否创建

优势与注意事项

• 动态管理：设备插入/移除时自动创建/删除节点，无需手动干预。
• 灵活配置：支持通过设备属性精确匹配，可设置权限、符号链接、执行脚本等。
• 调试技巧：使用udevadm monitor实时监控设备事件，udevadm test <设备路径>测试规则匹配情况。

两种方法对比

相关问答FAQs

Q1：为什么现在不推荐用mknod手动创建设备节点？
A：mknod创建的节点是静态的，存在以下缺陷：①系统重启或设备热插拔后节点可能丢失，需手动维护；②无法根据设备属性动态匹配，易导致设备号冲突；③不支持权限、符号链接等灵活配置，而udev通过规则文件实现动态管理，即插即用，更适合现代Linux系统的设备管理需求。

Q2：如何查看系统中已有的设备节点信息？
A：可通过以下命令查看：

• ls -l /dev：列出/dev目录下所有设备节点，显示权限、所有者、主次设备号等信息；
• lsblk：列出块设备信息，包括设备名、大小、挂载点等（需安装util-linux工具包）；
• lsof /dev/设备名：查看正在使用指定设备的进程；
• udevadm info -n /dev/设备名：查看设备的udev属性和规则匹配情况。