杂项设备

  内核维护一个misc_list链表，misc设备在misc_register注册的时候链接到这个链表，在misc_deregister中解除链接。主要的设备结构就是miscdevice。定义如下：

1. struct miscdevice  {  
2.     int minor;  
3.     const char *name;  
4.     const struct file_operations *fops;  
5.     struct list_head list;  
6.     struct device *parent;  
7.     struct device *this_device;  
8.     const char *nodename;  
9.     mode_t mode;  
10. };  

struct miscdevice {
     int minor;
     const char *name;
     const struct file_operations *fops;
     struct list_head list;
     struct device *parent;
     struct device *this_device;
     const char *nodename;
     mode_t mode;
 };    
       这个结构体是misc设备基本的结构体，在注册misc设备的时候必须要声明并初始化一个这样的结构体，但其中一般只需填充name minor fops字段就可以了。下面就是led驱动程序中初始化miscdevice的代码：

1. static struct miscdevice misc = {  
2.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  
3.     .name = DEVICE_NAME,  
4.     .fops = &dev_fops,  
5. };  

static struct miscdevice misc = {
     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
     .name = DEVICE_NAME,
     .fops = &dev_fops,
};

      一般的时候在fops不用实现open方法，因为最初的方法misc_ops包含了open方法。其中minor如果填充MISC_DYNAMIC_MINOR，则是动态次设备号，次设备号由misc_register动态分配的。

2. misc_init 函数
       misc也是作为一个模块被加载到内核的，只不过是静态模块。这个函数是misc静态模块加载时的初始化函数。

1. static int __init misc_init(void)  
2. {  
3.     int err;  
4.   
5. #ifdef CONFIG_PROC_FS  
6.     proc_create("misc", 0, NULL, &misc_proc_fops);  
7. #endif  
8.     misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");  
9.         //udev创建设备节点使用  
10.     err = PTR_ERR(misc_class);  
11.     if (IS_ERR(misc_class))  
12.         goto fail_remove;  
13.   
14.     err = -EIO;  
15.     if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)) //注册一个字符设备  
16.         goto fail_printk;  
17.     misc_class->devnode = misc_devnode;  
18.     return 0;  
19.   
20. fail_printk:  
21.     printk("unable to get major %d for misc devices\n", MISC_MAJOR);  
22.     class_destroy(misc_class);  
23. fail_remove:  
24.     remove_proc_entry("misc", NULL);  
25.     return err;  
26. }  

static int __init misc_init(void) {
     int err;
#ifdef CONFIG_PROC_FS
     proc_create("misc", 0, NULL, &misc_proc_fops);
#endif
     misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc"); //udev创建设备节点使用
     err = PTR_ERR(misc_class);
     if (IS_ERR(misc_class)) goto fail_remove;
     err = -EIO;
     if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)) //注册一个字符设备
           goto fail_printk;
     misc_class->devnode = misc_devnode;
     return 0;
fail_printk:
     printk("unable to get major %d for misc devices\n", MISC_MAJOR); 
     class_destroy(misc_class);
fail_remove:
    remove_proc_entry("misc", NULL); return err; }    
     可以看出，这个初始化函数，最主要的功能就是注册字符设备 ，所用的注册接口是2.4内核的register_chrdev。它注册了主设备号为MISC_MAJOR，次设备号为0-255的256个设备。并且创建了一个misc类。

3. misc_register（）函数
     misc_register()函数在misc.c中，最主要的功能是基于misc_class构造一个设备，将miscdevice结构挂载到misc_list列表上，并初始化与linux设备模型相关的结构，它的参数是miscdevice结构体。

1. int misc_register(struct miscdevice * misc)  
2. {  
3.     struct miscdevice *c;  
4.     dev_t dev;  
5.     int err = 0;  
6.   
7.     INIT_LIST_HEAD(&misc->list);  //链表项使用时必须初始化  
8.   
9.     mutex_lock(&misc_mtx);  
10.     list_for_each_entry(c, &misc_list, list)
11.    {  
12.         if (c->minor == misc->minor)
    
13.         {  
14.             mutex_unlock(&misc_mtx);  
15.             return -EBUSY;  
16.         }  
17.     } //遍历链表如果发现次设备号一样的，返回错误  
18.   
19.     if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) //动态次设备号 
    
20.     { 
    
21.         int i = DYNAMIC_MINORS;  
22.         while (--i >= 0)  
23.             if ( (misc_minors[i>>3] & (1 << (i&7))) == 0)  
24.                 break;  
25.         if (i<0)
    
26.        {  
27.             mutex_unlock(&misc_mtx);  
28.             return -EBUSY;  
29.         }  
30.         misc->minor = i;  
31.     }  
32.   
33.     if (misc->minor < DYNAMIC_MINORS)  
34.         misc_minors[misc->minor >> 3] |= 1 << (misc->minor & 7);  
35.     dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);  
36.   
37.     misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev,  
38.                       misc, "%s", misc->name);  
39.         //udev创建设备节点使用，linux设备模型相关  
40.     if (IS_ERR(misc->this_device))
    
41.     {  
42.         err = PTR_ERR(misc->this_device);  
43.         goto out;  
44.     }  
45.   
46.     /*  
47.      * Add it to the front, so that later devices can "override"  
48.      * earlier defaults  
49.      */  
50.     list_add(&misc->list, &misc_list); //添加到misc_list之中  
51.  out:  
52.     mutex_unlock(&misc_mtx);  
53.     return err;  
54. }  

int misc_register(struct miscdevice * misc)
{
     struct miscdevice *c;
     dev_t dev;
     int err = 0;
     INIT_LIST_HEAD(&misc->list); //链表项使用时必须初始化
     mutex_lock(&misc_mtx);
     list_for_each_entry(c, &misc_list, list)
     {
          if (c->minor == misc->minor)
          {
               mutex_unlock(&misc_mtx);
               return -EBUSY;
           }
     } //遍历链表如果发现次设备号一样的，返回错误
     if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) //动态次设备号
     { 
           int i = DYNAMIC_MINORS;
           while (--i >= 0) if ( (misc_minors[i>>3] & (1 << (i&7))) == 0) break;
           if (i<0)
           {
                 mutex_unlock(&misc_mtx);
                 return -EBUSY;
           }
           misc->minor = i;
     }
     if (misc->minor < DYNAMIC_MINORS)
          misc_minors[misc->minor >> 3] |= 1 << (misc->minor & 7);
     dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);
     misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev, misc, "%s", misc->name); //udev创建设备节点使用，linux设备模型相关
     if (IS_ERR(misc->this_device))
     {
           err = PTR_ERR(misc->this_device);
           goto out;
      }
/*
 * Add it to the front, so that later devices can "override"
 * earlier defaults
*/
      list_add(&misc->list, &misc_list); //添加到misc_list之中 out:   
      mutex_unlock(&misc_mtx); return err; }

      可以看出，这个函数首先遍历misc_list链表，查找所用的次设备号是否已经被注册，防止冲突。如果是动态次设备号则分配一个，然后调用MKDEV生 成设备号,从这里可以看出所有的misc设备共享一个主设备号MISC_MAJOR，然后调用device_create，生成设备文件。最后加入到 misc_list链表中。 关于device_create，class_create 作用：  class_create函数在misc.c中的模块初始化中被调用，现在一起说一下。这两个函数看起来很陌生，没有在ldd3中发现过，看源代码的时候 发现class_create会调用底层组件__class_regsiter()是说明它是注册一个类。而device_create是创建一个设备， 他是创建设备的便捷实现调用了device_register函数。他们都提供给linux设备模型使用，从linux内核2.6的某个版本之 后，devfs不复存在，udev成为devfs的替代。相比devfs，udev有很多优势。

1. struct class *myclass = class_create(THIS_MODULE, “my_device_driver”);  
2. class_device_create(myclass, NULL, MKDEV(major_num, 0), NULL, “my_device”);  

struct class *myclass = class_create(THIS_MODULE, “my_device_driver”); class_device_create(myclass, NULL, MKDEV(major_num, 0), NULL, “my_device”);

这样就创建了一个类和设备，模块被加载时，udev daemon就会自动在/dev下创建my_device设备文件节点。这样就省去了自己创建设备文件的麻烦。这样也有助于动态设备的管理。
 4. 总结

杂项设备作为字符设备的封装，为字符设备提供的简单的编程接口，如果编写新的字符驱动，可以考虑使用杂项设备接口，方便简单，只需要初始化一个 miscdevice的结构，调用misc_register就可以了。系统最多有255个杂项设备，因为杂项设备模块自己占用了一个次设备号