linux内核 devtmpfs介绍
概要
提示：这里可以添加技术概要
linux内核中 devtmpfs实现介绍
内核版本：5.10
Devtmpfs在Linux中是一个特殊的设备文件系统，主要用来linux内核中加速启动过程和管理设备节点。高版本的linux基本都是使用devtmpfs来管理设备节点。
devtmpfs（device temporary file system）是在 Linux 内核 2.6.33 版本中引入的。 devtmpfs 的引入是为了简化设备节点的创建过程，并且减少对用户空间程序（如 udev）的依赖，使得设备节点能够在系统启动早期就可用。
整体架构流程
代码流程如下：
devtmpfs是和tmpfs类似，是存在内存中的，不会存储到硬盘，主要功能是：创建和删除设备节点（mknod）
技术细节
1，初始化：
devtmpfs_init
vfs_kern_mount(&internal_fs_type, 0, “devtmpfs”, opts);
register_filesystem(&dev_fs_type); // 注册文件系统
kthread_run(devtmpfsd, &err, “kdevtmpfs”); //创建kthread处理setup和loop。
Devtmpfs初始化时候先vfs_kern_mount产生一个挂载点描述结构vfsmount mnt结构，然后注册dev_fs_type文件系统，最后再创建devtmpfsd的kthread。
2，devtmpfsd线程代码：
Devtmpfsd
devtmpfs_setup
devtmpfs_work_loop();
Devtmpfsd会先调用devtmpfs_setup函数挂载devtmpfs到 “/” 目录，然后进入work_loop，等待请求去创建和删除设备文件。
创建/删除设备文件接口：
devtmpfs_create_node
devtmpfs_delete_node
在内核启动init进程（systemd）后，由systemd将devtmpfs挂载到 /dev 目录。
线程实现细节：
有一个全局的 requests 结构来接收发送的请求，这个结构是个 链表，新的请求将插入头部，request指向当前设置的req，然后唤醒等待的处理线程，等待处理完成。
线程处理会加自旋锁然后 一次性将链表中所有请求 处理完成。提交请求和处理请求均有加锁操作spin_lock。
static struct req {
struct req *next;
struct completion done;
int err;
const char *name;
umode_t mode;/* 0 => delete */
kuid_t uid;
kgid_t gid;
struct device *dev;
} *requests; //链表 从头部加数据 线程处理一次性将链表中所有请求处理完成
static int devtmpfs_submit_req(struct req *req, const char *tmp)
{
init_completion(&req->done);
spin_lock(&req_lock);
req->next = requests;
requests = req;
spin_unlock(&req_lock);
wake_up_process(thread);
wait_for_completion(&req->done); //等待请求完成
kfree(tmp);
return req->err;
}
static void __noreturn devtmpfs_work_loop(void)
{
while (1) {
spin_lock(&req_lock);
while (requests) {
struct req *req = requests;
requests = NULL;
spin_unlock(&req_lock);
while (req) {
struct req *next = req->next;
req->err = handle(req->name, req->mode,
req->uid, req->gid, req->dev);
complete(&req->done);// 完成请求
req = next;
}
spin_lock(&req_lock);
}
__set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
spin_unlock(&req_lock);
schedule();
}
}
并不是所有的device都会创建设备节点
只有分配设备号的设备会创建，net设备不会创建
设备节点（dev目录下的设备文件）本质是由vfs_mknod创建
字符设备c和块设备b文件，fifo和socket文件也是vfs_mknod实现。
小结
以上介绍了devtmpfs基本概念和实现细节，有需要可以参考devtmpfs的单线程req实现内核线程相关操作。
原文地址：https://blog.csdn.net/qq_37077309/article/details/142258968
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