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misc设备驱动模型及实例解析(转)

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:

  1. struct miscdevice {
  2.     int minor;                 //次设备号,若为 MISC_DYNAMIC_MINOR 自动分配
  3.     const char *name;             //设备名
  4.     const struct file_operations *fops;    //设备文件操作结构体
  5.     struct list_head list;            //misc_list链表头
  6.     struct device *parent;
  7.     struct device *this_device;
  8.     const char *nodename;
  9.     mode_t mode;
  10. };
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:


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


  1. 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
  2. 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:



  1. static int __init misc_init(void)
  2. {
  3.     int err;

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

  13.     err = -EIO;
  14.     /*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*/
  15.     if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops))
  16.         goto fail_printk;
  17.     misc_class->devnode = misc_devnode;
  18.     return 0;

  19. fail_printk:
  20.     printk("unable to get major %d for misc devices\n", MISC_MAJOR);
  21.     class_destroy(misc_class);
  22. fail_remove:
  23.     remove_proc_entry("misc", NULL);
  24.     return err;
  25. }
  26. /*向内核注册misc子系统*/
  27. 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:


  1. int misc_register(struct miscdevice * misc)
  2. {
  3.     struct miscdevice *c;
  4.     dev_t dev;
  5.     int err = 0;

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

  8.     mutex_lock(&misc_mtx);
  9.     /*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*/
  10.     list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
  11.         if (c->minor == misc->minor) {
  12.             mutex_unlock(&misc_mtx);
  13.             return -EBUSY;
  14.         }
  15.     }

  16.     /*动态分配设备的次设备号*/
  17.     if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) {
  18.         int i = find_first_zero_bit(misc_minors, DYNAMIC_MINORS);
  19.         if (i >= DYNAMIC_MINORS) {
  20.             mutex_unlock(&misc_mtx);
  21.             return -EBUSY;
  22.         }
  23.         misc->minor = DYNAMIC_MINORS - i - 1;
  24.         set_bit(i, misc_minors);
  25.     }

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

  28.     /*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,
  29.      当然,这是和linux设备驱动模型相关的*/
  30.     misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev,
  31.                      misc, "%s", misc->name);
  32.     if (IS_ERR(misc->this_device)) {
  33.         int i = DYNAMIC_MINORS - misc->minor - 1;
  34.         if (i < DYNAMIC_MINORS && i >= 0)
  35.             clear_bit(i, misc_minors);
  36.         err = PTR_ERR(misc->this_device);
  37.         goto out;
  38.     }

  39.     /*
  40.      * Add it to the front, so that later devices can "override"
  41.      * earlier defaults
  42.      */
  43.      /*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*/
  44.     list_add(&misc->list, &misc_list);
  45.  out:
  46.     mutex_unlock(&misc_mtx);
  47.     return err;
  48. }

注销函数:

  1. int misc_deregister(struct miscdevice *misc)
  2. {
  3.     int i = DYNAMIC_MINORS - misc->minor - 1;

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

  6.     mutex_lock(&misc_mtx);
  7.     /*删除链表节点*/
  8.     list_del(&misc->list);
  9.     /*销毁设备文件*/
  10.     device_destroy(misc_class, MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor));
  11.     if (i < DYNAMIC_MINORS && i >= 0)
  12.         clear_bit(i, misc_minors);
  13.     mutex_unlock(&misc_mtx);
  14.     return 0;
  15. }
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:


  1. #include <linux/miscdevice.h>
  2. #include <linux/delay.h>
  3. #include <asm/irq.h>
  4. //#include <mach/regs-gpio.h>
  5. #include <mach/hardware.h>
  6. #include <linux/kernel.h>
  7. #include <linux/module.h>
  8. #include <linux/init.h>
  9. #include <linux/mm.h>
  10. #include <linux/fs.h>
  11. #include <linux/types.h>
  12. #include <linux/delay.h>
  13. #include <linux/moduleparam.h>
  14. #include <linux/slab.h>
  15. #include <linux/errno.h>
  16. #include <linux/ioctl.h>
  17. #include <linux/cdev.h>
  18. #include <linux/string.h>
  19. #include <linux/list.h>
  20. #include <linux/pci.h>
  21. #include <asm/uaccess.h>
  22. #include <asm/atomic.h>
  23. #include <asm/unistd.h>

  24. #include <mach/map.h>
  25. #include <mach/regs-clock.h>
  26. #include <mach/regs-gpio.h>

  27. #include <plat/gpio-cfg.h>
  28. #include <mach/gpio-bank-e.h>
  29. #include <mach/gpio-bank-k.h>

  30. #define DEVICE_NAME "leds"

  31. static long sbc2440_leds_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  32. {
  33.     switch(cmd) {
  34.         unsigned tmp;
  35.     case 0:
  36.     case 1:
  37.         if (arg > 4) {
  38.             return -EINVAL;
  39.         }
  40.         tmp = readl(S3C64XX_GPKDAT);
  41.         tmp &= ~(1 << (4 + arg));
  42.         tmp |= ( (!cmd) << (4 + arg) );
  43.         writel(tmp, S3C64XX_GPKDAT);
  44.         return 0;
  45.     default:
  46.         return -EINVAL;
  47.     }
  48. }

  49. static struct file_operations dev_fops = {
  50.     .owner            = THIS_MODULE,
  51.     .unlocked_ioctl    = sbc2440_leds_ioctl,
  52. };

  53. static struct miscdevice misc = {
  54.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
  55.     .name = DEVICE_NAME,
  56.     .fops = &dev_fops,
  57. };

  58. static int __init dev_init(void)
  59. {
  60.     int ret;

  61.     {
  62.         unsigned tmp;
  63.         tmp = readl(S3C64XX_GPKCON);
  64.         tmp = (tmp & ~(0xffffU<<16))|(0x1111U<<16);
  65.         writel(tmp, S3C64XX_GPKCON);
  66.         
  67.         tmp = readl(S3C64XX_GPKDAT);
  68.         tmp |= (0xF << 4);
  69.         writel(tmp, S3C64XX_GPKDAT);
  70.     }

  71.     ret = misc_register(&misc);

  72.     printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

  73.     return ret;
  74. }

  75. static void __exit dev_exit(void)
  76. {
  77.     misc_deregister(&misc);
  78. }

  79. module_init(dev_init);
  80. module_exit(dev_exit);
  81. MODULE_LICENSE("GPL");
  82. MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

齐活!



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