Linux驱动如何完成设备注销

Linux驱动设备注销实战指南

一、通用原则与清理顺序

• 按“注册的逆序”进行注销：先清理用户态可见与占用资源，再撤销内核对象，最后释放内存与设备号。
• 典型顺序：
  1. 停止设备并禁止新的打开：如关闭文件操作、停止队列、注销中断/工作队列。
  2. 撤销内核对象：字符设备用 cdev_del、网络设备用 unregister_netdev、平台驱动用 platform_driver_unregister 等。
  3. 释放设备号：如 unregister_chrdev_region。
  4. 释放驱动私有数据：如 kfree(priv)。
  5. 模块卸载：在 module_exit 中完成上述清理，确保无进程占用再返回。
• 模块级配对：用 module_init/__init 注册入口，module_exit/__exit 注册出口，确保加载/卸载对称。

二、按设备类型的注销要点与示例

• 字符设备（经典接口）
  • 注销函数：unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)；与注册时的 major/name 一致。
  • 注意：经典接口一次注册会占用该主设备号下的256 个次设备号；注销前确保无进程打开设备。
  • 示例：
    • 注册：major = register_chrdev(200, “chrtest”, &fops);
    • 注销：unregister_chrdev(200, “chrtest”);
• 字符设备（cdev 接口，Linux 2.6+ 推荐）
  • 注销步骤：先 cdev_del(&cdev)，再 unregister_chrdev_region(dev_t first, count)。
  • 示例：
    • 注册：alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, “mydev”); cdev_init(&cdev, &fops); cdev_add(&cdev, dev, 1);
    • 注销：cdev_del(&cdev); unregister_chrdev_region(dev, 1);
• 网络设备
  • 注销函数：unregister_netdev(struct net_device *dev)；内部会先关闭设备、回滚注册，并在 rtnl_unlock 时由 netdev_run_todo 等待引用计数清零后完成最终清理。
  • 典型路径：驱动 remove → unregister_netdev → （必要时）释放 net_device 资源。
• 平台驱动
  • 注销函数：platform_driver_unregister(&drv)；与 platform_driver_register 配对使用，通常在模块退出中调用。

三、模块级注销与用户态配合

• 模块卸载命令：使用 rmmod <module.ko> 卸载；若模块有依赖，可用 modprobe -r 一并清理依赖（前提是无其他使用者）。
• 用户态节点：经典字符设备接口不会自动创建设备节点，需手动用 mknod /dev/xxx c 创建；卸载后可用 rm /dev/xxx 删除节点（或由 udev 规则清理）。

四、常见陷阱与排查

• 设备忙无法卸载：说明仍有进程持有文件描述符或内核引用。可通过 lsof | grep 查找占用进程，或在代码中确保已停止队列/中断并等待工作完成后再注销。
• 网络接口卡在“正在卸载”：通常是引用未清零。检查是否有 netif_running 未关闭、内核线程/定时器未停止、netlink/rtnl 未释放等，必要时在 remove 中先 netif_device_detach 并等待引用释放。
• 重复注销或释放：对同一对象多次 cdev_del/unregister_netdev 会触发内核告警或崩溃；在 module_exit 中使用 guard 标志位或 IS_ERR_OR_NULL 判断，保证只清理一次。
• 设备号泄漏：忘记 unregister_chrdev_region 会导致后续分配失败；在模块退出路径中务必成对释放。