浅谈 MISC杂项设备

Posted 2020-08-22

在虚拟机的 Ubuntu 系统上，如下图所示，使用命令“cat /proc/misc”，可以查看到 PC

机 Ubuntu 系统的杂项设备。

启动开发板，在超级终端中输入命令“cat /proc/misc”也可以查看对应的杂项设备。

前面介绍过主设备号只有 256 个，设备又非常多，所以引入了子设备号。

其中杂项设备的主设备号是 10，在任何 Linux 系统中它都是固定的。

一般将 Linux 驱动分为字符设备、块设备、网络设备，但是这个分类不能包含所有的设备，

所以将无法归类的设备统称为杂项设备，杂项设备可能用到字符设备、快设备、网络设备中的

一项或者多项设备。

如下图所示，进入源码文件夹，使用命令“ls drivers/char/”，可以查看到杂项设备的文

件“misc.c”。

如上图所示，可以看到它被编译为“misc.o”，也就是被编译进了内核 zImage 文件。

使用命令“vim drivers/char/Makefile”打开杂项设备文件的编译文件。如下图所示，可

以看到，这个文件相当于被强制编译的。

杂项设备设备部分完全制作好了，只需要添加子设备，非常方便，在后面实验操作中大家

就可以感受到。

这样杂项设备的引入即解决了设备号数量少的问题，又降低了使用难度，还能防止碎片化，

一举多得。

8.4 杂项设备注册函数以及结构体

杂项设备的头文件在“include/linux/miscdevice.h”，有两个需要掌握的函数和一个结

构体，如下图所示，在源码目录下使用命令“vim include/linux/miscdevice.h”。

如下图所示，到最底行。

有两个函数。

extern int misc_register(struct miscdevice * misc);

杂项设备注册函数；一般在 probe 中调用，参数是 miscdevice

extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);

杂项设备卸载函数；一般是在 hello_remove 中用于卸载驱动。

结构体 miscdevice 中参数很多，下面几个是常用的。

int .minor；设备号，赋值为 MISC_DYNAMIC_MINOR，这个宏定义可以查到为 10

const char *name;设备名称

const struct file_operations *fops；file_operations 结构体，在下一小节专门介绍。

ions 结构体

file_operations 结构体的成员函数属于驱动设计的主体内容，里面的函数和 Linux 系统

给应用程序提供系统接口一一对应。

file_operations 结构体在头文件“include/linux/fs.h”中，如下图所示，使用命令“vim

include/linux/fs.h”打开头文件。

查找“file_operations”，如下图所示，在 1546 行可以找到其定义。

如上图所示，可以看到结构体中包含的参数非常多。

struct module *owner;一般是 THIS_MODULE。

int (*open) (struct inode *, struct file *);对应上层的 open 函数，打开文件。

int (*release) (struct inode *, struct file *);对应上层的 close 函数，打开文件操作之后一

般需要关闭。

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);读函数，上层应用从底层读取

函数。

ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);写函数，上层应用向底

层传输数据。

long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);这个函数功能和写

函数稍微有点重合，但是这个函数占用的内存非常小，主要针对 IO 口的控制。

其它结构体中的参数，具体用到再介绍。

简单程序实例：

#include <linux/init.h>

#include <linux/module.h>

/*驱动注册的头文件，包含驱动的结构体和注册和卸载的函数*/

#include <linux/platform_device.h>

/*注册杂项设备头文件*/

#include <linux/miscdevice.h>

/*注册设备节点的文件结构体*/

#include <linux/fs.h>

#define DRIVER_NAME "hello_ctl"

#define DEVICE_NAME "hello_ctl123"

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

MODULE_AUTHOR("songmao");

static long hello_ioctl( struct file *files, unsigned int cmd, unsigned long arg){

printk("cmd is %d,arg is %d\n",cmd,arg);

return 0;

}

static int hello_release(struct inode *inode, struct file *file){

printk(KERN_EMERG "hello release\n");

return 0;

}

static int hello_open(struct inode *inode, struct file *file){

printk(KERN_EMERG "hello open\n");

return 0;

}

static struct file_operations hello_ops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = hello_open,

.release = hello_release,

.unlocked_ioctl = hello_ioctl,

};

static  struct miscdevice hello_dev = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = DEVICE_NAME,

.fops = &hello_ops,

};

static int hello_probe(struct platform_device *pdv){

printk(KERN_EMERG "\tinitialized\n");

misc_register(&hello_dev);

return 0;

}

static int hello_remove(struct platform_device *pdv){

printk(KERN_EMERG "\tremove\n");

misc_deregister(&hello_dev);

return 0;

}

static void hello_shutdown(struct platform_device *pdv){

;

}

static int hello_suspend(struct platform_device *pdv,pm_message_t pmt){

return 0;

}

static int hello_resume(struct platform_device *pdv){

return 0;

}

struct platform_driver hello_driver = {

.probe = hello_probe,

.remove = hello_remove,

.shutdown = hello_shutdown,

.suspend = hello_suspend,

.resume = hello_resume,

.driver = {

.name = DRIVER_NAME,

.owner = THIS_MODULE,

}

};

static int hello_init(void)

{

int DriverState;

printk(KERN_EMERG "HELLO WORLD enter!\n");

DriverState = platform_driver_register(&hello_driver);

printk(KERN_EMERG "\tDriverState is %d\n",DriverState);

return 0;

}

static void hello_exit(void)

{

printk(KERN_EMERG "HELLO WORLD exit!\n");

platform_driver_unregister(&hello_driver);

}

module_init(hello_init);

module_exit(hello_exit);

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