misc裝置驅動模型及執行個體解析

1、misc裝置驅動模型

      本節我們來看一下misc裝置驅動模型的有關內容，首先是看看它的裝置結構體，定義在include/linux/miscdevice.h中：

struct miscdevice  {int minor;    //次裝置號，若為 MISC_DYNAMIC_MINOR 自動分配const char *name; //裝置名稱const struct file_operations *fops;//裝置檔案操作結構體struct list_head list;//misc_list鏈表頭struct device *parent;struct device *this_device;const char *nodename;mode_t mode;};

      結構體中的部分成員我們是一目瞭然的，主要是來看看有疑惑的幾點：

1、為什麼只有次裝置號呢？一個裝置不是有主、次裝置號嗎？

      其實，我想大家應該能夠想到了，此時沒有明確指定，那就說明應該是使用預設值。

2、主裝置號的預設值是多少呢？難道所有註冊為misc的裝置都有相同的主裝置號？怎麼區分各個裝置呢？

      這個主裝置號是10.的確，所有註冊為misc的裝置都有相同的主裝置號：10.在使用過程中我們主要是通過次裝置號來區分各個裝置。這一點不難理解，核心將所有註冊為misc的裝置都歸為一大類。

3、結構體中的list_head結構體類型的list成員的作用是什麼呢？

      核心自己會維護一個misc_list鏈表，所有註冊為misc的裝置都必須掛在這個鏈表上，這個list就是該鏈表的鏈表頭。

4、結構體中的兩個device結構體類型指標作用是什麼呢？

      作用就是建立裝置檔案，稍候就可以看到了！

5、我們如何定義自己的misc類型的裝置呢？

      可如下定義：

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

       其中的裝置檔案操作結構體和字元裝置類似，這裡就不再細講。

6、定義了自己的misc裝置，那麼我們如何向核心註冊/登出裝置呢？

     使用如下兩個函數：

int misc_register(struct miscdevice * misc);//在載入模組時會自動建立裝置檔案，是主裝置號為10的字元裝置int misc_deregister(struct miscdevice *misc);//在卸載模組時會自動刪除裝置檔案

      好了，至此，整個裝置驅動的流程就完了，接下來深入瞭解一下misc裝置模型的工作原理。

       首先看看misc初始化函數：

static int __init misc_init(void){int err;#ifdef CONFIG_PROC_FS/*如果使用proc檔案系統，則建立misc項*/proc_create("misc", 0, NULL, &misc_proc_fops);#endif/*在/sys/class/目錄下建立一個名為misc的類*/misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");err = PTR_ERR(misc_class);if (IS_ERR(misc_class))goto fail_remove;err = -EIO;/*咦，怎麼misc裝置驅動調用字元驅動的註冊函數呢？裝置的主裝置號為MISC_MAJOR，為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;}/*向核心註冊misc子系統*/  subsys_initcall(misc_init); 

        接下來看看misc裝置驅動的註冊與登出函數：

註冊函數：

int misc_register(struct miscdevice * misc){struct miscdevice *c;dev_t dev;int err = 0;/*核心初始化一個鏈表頭*/INIT_LIST_HEAD(&misc->list);mutex_lock(&misc_mtx);/*遍曆已經註冊的misc，如果和當前準備註冊的相同(依據次裝置號來判斷),就返回裝置忙*/list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {if (c->minor == misc->minor) {mutex_unlock(&misc_mtx);return -EBUSY;}}/*動態分配裝置的次裝置號*/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);}/*使用固定的主裝置號，動態分配的次裝置號構造裝置號*/dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);/*建立裝置檔案，這裡就是使用miscdevice結構體中兩個device類型指標的地方，  當然，這是和linux裝置驅動模型相關的*/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 */ /*到這一步也就註冊成功了，將新註冊的misc裝置加入到核心維護的misc_list鏈表中*/list_add(&misc->list, &misc_list); out:mutex_unlock(&misc_mtx);return err;}

登出函數：

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);/*刪除鏈表節點*/list_del(&misc->list);/*銷毀裝置檔案*/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;}

       到這裡，差不多misc裝置驅動模型就差不多了。

2、misc裝置驅動執行個體

      這裡貼一個簡單的misc裝置驅動程式，方便大家對照上面的理論部分進行分析，此驅動程式是友善之臂6410開發板的LED驅動程式，可以看看：

#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.");

      好了，今天就到此結束，呵呵！