misc设备驱动模型

1、misc设备驱动模型

      本节我们来看一下misc设备驱动模型的有关内容，首先是看看它的设备结构体，定义在include/linux/miscdevice.h中：

struct miscdevice  {
    int minor;                  //次设备号，若为 MISC_DYNAMIC_MINOR 自动分配
    const char *name;           //设备名
    const struct file_operations *fops; //设备文件操作结构体
    struct list_head list;          //misc_list链表头
    struct device *parent;
    struct device *this_device;
    const char *nodename;
    mode_t mode;
};

      结构体中的部分成员我们是一目了然的，主要是来看看有疑惑的几点：

1、为什么只有次设备号呢？一个设备不是有主、次设备号吗？

      其实，我想大家应该能够想到了，此时没有明确指定，那就说明应该是使用默认值。

2、主设备号的默认值是多少呢？难道所有注册为misc的设备都有相同的主设备号？怎么区分各个设备呢？

      这个主设备号是10.的确，所有注册为misc的设备都有相同的主设备号：10.在使用过程中我们主要是通过次设备号来区分各个设备。这一点不难理解，内核将所有注册为misc的设备都归为一大类。

3、结构体中的list_head结构体类型的list成员的作用是什么呢？

      内核自己会维护一个misc_list链表，所有注册为misc的设备都必须挂在这个链表上，这个list就是该链表的链表头。

4、结构体中的两个device结构体类型指针作用是什么呢？

      作用就是创建设备文件，稍候就可以看到了！

5、我们如何定义自己的misc类型的设备呢？

      可如下定义：

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

       其中的设备文件操作结构体和字符设备类似，这里就不再细讲。

6、定义了自己的misc设备，那么我们如何向内核注册/注销设备呢？

     使用如下两个函数：

int misc_register(struct miscdevice * misc);    //在加载模块时会自动创建设备文件，是主设备号为10的字符设备
int misc_deregister(struct miscdevice *misc);   //在卸载模块时会自动删除设备文件

      好了，至此，整个设备驱动的流程就完了，接下来深入了解一下misc设备模型的工作原理。

       首先看看misc初始化函数：

static int __init misc_init(void)
{
    int err;

#ifdef CONFIG_PROC_FS
    /*如果使用proc文件系统，则创建misc项*/
    proc_create("misc", 0, NULL, &misc_proc_fops);
#endif
    /*在/sys/class/目录下创建一个名为misc的类*/
    misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
    err = PTR_ERR(misc_class);
    if (IS_ERR(misc_class))
        goto fail_remove;

    err = -EIO;
    /*咦，怎么misc设备驱动调用字符驱动的注册函数呢？设备的主设备号为MISC_MAJOR，为10*/
    if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops))
        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;
}
/*向内核注册misc子系统*/
subsys_initcall(misc_init);

        接下来看看misc设备驱动的注册与注销函数：

注册函数：

int misc_register(struct miscdevice * misc)
{
    struct miscdevice *c;
    dev_t dev;
    int err = 0;

    /*内核初始化一个链表头*/
    INIT_LIST_HEAD(&misc->list);

    mutex_lock(&misc_mtx);
    /*遍历已经注册的misc，如果和当前准备注册的相同(依据次设备号来判断),就返回设备忙*/
    list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
        if (c->minor == misc->minor) {
            mutex_unlock(&misc_mtx);
            return -EBUSY;
        }
    }

    /*动态分配设备的次设备号*/
    if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) {
        int i = find_first_zero_bit(misc_minors, DYNAMIC_MINORS);
        if (i >= DYNAMIC_MINORS) {
            mutex_unlock(&misc_mtx);
            return -EBUSY;
        }
        misc->minor = DYNAMIC_MINORS - i - 1;
        set_bit(i, misc_minors);
    }

    /*使用固定的主设备号，动态分配的次设备号构造设备号*/
    dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);

    /*创建设备文件，这里就是使用miscdevice结构体中两个device类型指针的地方，
      当然，这是和linux设备驱动模型相关的*/
    misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev,
                      misc, "%s", misc->name);
    if (IS_ERR(misc->this_device)) {
        int i = DYNAMIC_MINORS - misc->minor - 1;
        if (i < DYNAMIC_MINORS && i >= 0)
            clear_bit(i, misc_minors);
        err = PTR_ERR(misc->this_device);
        goto out;
    }

    /*
     * Add it to the front, so that later devices can "override"
     * earlier defaults
     */
     /*到这一步也就注册成功了，将新注册的misc设备加入到内核维护的misc_list链表中*/
    list_add(&misc->list, &misc_list);
 out:
    mutex_unlock(&misc_mtx);
    return err;
}

注销函数：

int misc_deregister(struct miscdevice *misc)
{
    int i = DYNAMIC_MINORS - misc->minor - 1;

    if (WARN_ON(list_empty(&misc->list)))
        return -EINVAL;

    mutex_lock(&misc_mtx);
    /*删除链表节点*/
    list_del(&misc->list);
    /*销毁设备文件*/
    device_destroy(misc_class, MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor));
    if (i < DYNAMIC_MINORS && i >= 0)
        clear_bit(i, misc_minors);
    mutex_unlock(&misc_mtx);
    return 0;
}

       到这里，差不多misc设备驱动模型就差不多了。

2、misc设备驱动实例

      这里贴一个简单的misc设备驱动程序，方便大家对照上面的理论部分进行分析，此驱动程序是友善之臂6410开发板的LED驱动程序，可以看看：

#include
#include
#include
//#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#include
#include
#include

#include
#include
#include

#define DEVICE_NAME "leds"

static long sbc2440_leds_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    switch(cmd) {
        unsigned tmp;
    case 0:
    case 1:
        if (arg > 4) {
            return -EINVAL;
        }
        tmp = readl(S3C64XX_GPKDAT);
        tmp &= ~(1 << (4 + arg));
        tmp |= ( (!cmd) << (4 + arg) );
        writel(tmp, S3C64XX_GPKDAT);
        return 0;
    default:
        return -EINVAL;
    }
}

static struct file_operations dev_fops = {
    .owner          = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl = sbc2440_leds_ioctl,
};

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

static int __init dev_init(void)
{
    int ret;

    {
        unsigned tmp;
        tmp = readl(S3C64XX_GPKCON);
        tmp = (tmp & ~(0xffffU<<16))|(0x1111U<<16);
        writel(tmp, S3C64XX_GPKCON);

        tmp = readl(S3C64XX_GPKDAT);
        tmp |= (0xF << 4);
        writel(tmp, S3C64XX_GPKDAT);
    }

    ret = misc_register(&misc);

    printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

    return ret;
}

static void __exit dev_exit(void)
{
    misc_deregister(&misc);
}

module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

      好了，今天就到此结束，呵呵！