misc设备驱动模型及实例解析

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：

[cpp]
view plaincopy

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：

[cpp]
view plaincopy

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：

[cpp]
view plaincopy

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：

[cpp]
view plaincopy

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：

[cpp]
view plaincopy

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：

[cpp]
view plaincopy

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TQ6410开发板的LED驱动程序，可以看看：

#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>

#include <mach/map.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <plat/gpio-bank-m.h>

#define DEVICE_NAME "tq6410-leds"

/* 应用程序执行ioctl(fd, cmd, arg)时的第2个参数 */
#define IOCTL_GPIO_ON	1
#define IOCTL_GPIO_OFF	0

/* 用来指定LED所用的GPIO引脚 */
static unsigned long gpio_table [] =
{
S3C64XX_GPM(0),
S3C64XX_GPM(1),
};

/* 用来指定GPIO引脚的功能：输出 */
static unsigned int gpio_cfg_table [] =
{
S3C64XX_GPM_OUTPUT(0),
S3C64XX_GPM_OUTPUT(1),
};

#ifdef CONFIG_TQ6410_DEBUG_LEDS
static void tq6410_debug_leds(unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
s3c_gpio_setpin(gpio_table[arg], cmd);
}
static void toggle_led(unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
int loop=0;
printk("%s : led %ld toggle now: \n",__func__,arg);
for(; loop<11; loop++)
{	cmd = loop%2;
printk("leds %d %s \n",arg+1,(cmd)?"on":"off");
tq6410_debug_leds(cmd,arg);
mdelay(1000);
}

}
#endif
static int tq6410_gpio_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
printk(KERN_INFO " leds opened\n");
for (i = 0; i < sizeof(gpio_table)/sizeof(unsigned long); i++)
{
s3c_gpio_cfgpin(gpio_table[i], gpio_cfg_table[i]);
s3c_gpio_setpin(gpio_table[i], 0);
}
#ifdef CONFIG_TQ6410_DEBUG_LEDS
for (i = 0; i < sizeof(gpio_table)/sizeof(unsigned long); i++)
{
toggle_led(1,i);
}
#endif
return 0;

}

static long tq6410_gpio_ioctl(
struct file *file,
unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
arg -= 1;
if (arg > sizeof(gpio_table)/sizeof(unsigned long))
{
return -EINVAL;
}

switch(cmd)
{
case IOCTL_GPIO_ON:
// 设置指定引脚的输出电平为1
s3c_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);
return 0;

case IOCTL_GPIO_OFF:
// 设置指定引脚的输出电平为0
s3c_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0);
return 0;

default:
return -EINVAL;
}
}
/*驱动接口设置*/
static struct file_operations dev_fops =
{
.owner		= THIS_MODULE,
.unlocked_ioctl	= tq6410_gpio_ioctl,
.open		= tq6410_gpio_open,
};
/*设备结构的设置*/
static struct miscdevice misc =
{
.minor		= MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name		= DEVICE_NAME,
.fops		= &dev_fops,
};
/*初始化设备，配置对应的IO，以及注册设备*/
static int __init tq6410_leds_init(void)
{
int ret;

int i;

for (i = 0; i < sizeof(gpio_table)/sizeof(unsigned long); i++)
{
s3c_gpio_cfgpin(gpio_table[i], gpio_cfg_table[i]);
s3c_gpio_setpin(gpio_table[i], 0);
s3c_gpio_setpull(gpio_table[i], S3C_GPIO_PULL_NONE);
}

ret = misc_register(&misc);

printk(KERN_INFO "TQ6410 LEDs driver successfully probed\n");

return ret;
}
/*注销设备*/
static void __exit tq6410_leds_exit(void)
{
misc_deregister(&misc);
}

module_init(tq6410_leds_init);
module_exit(tq6410_leds_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("www.embedsky.net");
MODULE_DESCRIPTION("TQ6410 LEDS Driver");

3编译和加载和查看
make

[root@EmbedSky xuyuefei]# insmod xyf_leds.ko

[root@EmbedSky /]# cat /proc/devices

Character devices:

.....

10 misc

[root@EmbedSky xuyuefei]# ls /sys/class/misc/ 看到xyf_leds......

以上转自：http://blog.csdn.net/chenlong12580/article/details/7339127