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，此驱动程序是友善之臂6410开发板的LED驱动程序，可以看看：

[cpp]
view plaincopy

#include <linux/miscdevice.h>  
#include <linux/delay.h>  
#include <asm/irq.h>  
//#include <mach/regs-gpio.h>  
#include <mach/hardware.h>  
#include <linux/kernel.h>  
#include <linux/module.h>  
#include <linux/init.h>  
#include <linux/mm.h>  
#include <linux/fs.h>  
#include <linux/types.h>  
#include <linux/delay.h>  
#include <linux/moduleparam.h>  
#include <linux/slab.h>  
#include <linux/errno.h>  
#include <linux/ioctl.h>  
#include <linux/cdev.h>  
#include <linux/string.h>  
#include <linux/list.h>  
#include <linux/pci.h>  
#include <asm/uaccess.h>  
#include <asm/atomic.h>  
#include <asm/unistd.h>  
  
#include <mach/map.h>  
#include <mach/regs-clock.h>  
#include <mach/regs-gpio.h>  
  
#include <plat/gpio-cfg.h>  
#include <mach/gpio-bank-e.h>  
#include <mach/gpio-bank-k.h>  
  
#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.");

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