杂项设备驱动模型

杂项设备驱动的特征

1、主设备号固定不变，为10
2、注册后会自动在/dev目录下生成设备文件
3、使用一个核心结构struct miscdevive封装起来

杂项设备的设备号
主设备号：固定为10
次设备号：0~255

头文件

include

核心结构

需要关注的几项

struct miscdevive
{
    int minor;                                //次设备号
    coust char *name;                        //设备名，在/dev下的设备节点
    const struct file_operations *fops;        //设备文件操作方法指针（文件操作集合）
}

当次设备号为255时，会自动由内核分配一个可用的次设备号
特点：安装后，会自动在dev/目录下创建设备节点。

杂项设备注册函数

int misc_register(struct miscdevice * misc)

例：misc_register(&misc_dev);

杂项设备注销函数

int misc_deregister(struct miscdevice *misc)

例：misc_deregister (&misc_dev);

总结：编写杂项设备驱动的基本步骤：

1、先写一个模块基本代码；
2、增加设备模型所需要的头文件；
3、在模块的初始化函数注册设备对应的结构体；
4、在模块的出口注销设备对应的结构；
5、按照对应设备模型：注册函数需要的参数，反向退出应该的结构体成员。

杂项设备驱动示例代码

#include <linux/module.h>       
#include <linux/init.h>        
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
static int  misc_open(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is called\n",__LINE__,__FUNCTION__);
    return 0;
}
static ssize_t misc_read (struct file *pfile, char __user *buff, size_t size, loff_t *off)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is called\n",__LINE__,__FUNCTION__);
    return 0;
}
static ssize_t misc_write(struct file *pfile, const char __user *buff, size_t size, loff_t *off)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is called\n",__LINE__,__FUNCTION__);    
    return 0;
}
static int misc_release(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is called\n",__LINE__,__FUNCTION__);
    return 0;
}
/*文件操作方法集合，名为：misc_fops*/
static const  struct file_operations misc_fops = {
    .read        = misc_read,
    .write        = misc_write,
    .release    = misc_release,
    .open        = misc_open,
};
/*杂项设备核心结构，名为：misc_dev*/
static struct miscdevice misc_dev =  {
    .fops        = &misc_fops,        /* 设备文件操作方法 */
    .minor        = 255,                /* 次设备号 */
    .name        = “zxlinux”,        /* 设备名/dev/下的设备节点名*/
};
static int __init misc_init(void)
{
    misc_register(&misc_dev);  //杂项设备注册函数
    printk(KERN_EMERG "misc init = 0\n");
    return 0;
}
static void  __exit misc_exit(void)
{
    misc_deregister(&misc_dev); //杂项设备注销函数
    printk(KERN_EMERG "Goodbye,misc\n");
}
module_init(misc_init);
module_exit(misc_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

开发板上运行结果

[root@ZX20150811 /home]# ls
misc.ko
[root@ZX20150811 /home]# insmod misc.ko 
[ 5145.395000] misc init = 0
[root@ZX20150811 /home]# lsmod
    Tainted: P  
misc 1701 0 - Live 0xbf024000 (O)
[root@ZX20150811 /home]# ls /dev/ | grep zxlinux
zxlinux

杂项设备的驱动编写方法

针对驱动编写
1、定义一个file_operations
2、定义一个miscdevice
3、在入口函数中调用 misc_register
4、在出口函数中调用misc_deregister
5、写一个应用程序，测试这个驱动是否按照计划运行，对比结果

核心工作是实现：file_operation
file_operations中的接口函数

杂项设备驱动模型示例

驱动程序zx_misc_led.c源代码

#include <linux/module.h>       /* 驱动模块头文件 */
#include <linux/init.h>            
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <asm/io.h>             /*开发板引脚支持头文件*/
#include <asm/uaccess.h>        /*copy_from_user ,copy_to_user*/
#include<linux/gpio.h>          // GPIO头文件
#define     DEVICE_NAME     "zx_misc_led"
#define     LED_NUM         (4)
static unsigned int LED_pin[4] = {
    EXYNOS4X12_GPM4(0),
    EXYNOS4X12_GPM4(1),
    EXYNOS4X12_GPM4(2),
    EXYNOS4X12_GPM4(3),    
};
static ssize_t misc_read (struct file *pfile, char __user *buff, size_t size, loff_t *off)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n", __LINE__, __FUNCTION__);
    return 0;
}
static ssize_t misc_write(struct file *filp,
                          const char __user *user_buf,
                          size_t count,
                          loff_t *off)
{
    int ret = 0;
    char buf[LED_NUM] = {0};
    int i = 0;
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n", __LINE__, __FUNCTION__);
    if(count == 0)         //应用程序传递count=0下来，并不是错误，应该返回0
    {
        return 0;
    }
    if(count > LED_NUM)  //因为板子只有4个灯，所以防止用户程序恶意破坏系统。
    {
        count = LED_NUM;
    }
    ret = copy_from_user(buf, user_buf, count);  //用户空间传数据到内核空间
    if(ret)     //如果复制失败返回-1;
    {
        return -1;
    }
    for(i = 0; i < count; i++) 
    {
        if(buf[i] == 1)
        {
            gpio_set_value(LED_pin[i],0);/* 亮 */
        }
        else if(buf[i] == 0)
        {
            gpio_set_value(LED_pin[i],1);/* 灭 */
        }
    }
    return count;
}
static int  misc_open(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n", __LINE__, __FUNCTION__);
    return 0;
}
static int misc_release(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
    printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n", __LINE__, __FUNCTION__);
    return 0;
}
static const  struct file_operations misc_led_fops = 
{
    .read        = misc_read,
    .write        = misc_write,
    .release    = misc_release,
    .open        = misc_open,
};
static struct miscdevice  misc_led_dev = 
{
    .fops        = &misc_led_fops,   
    .minor        = 255,                 
    .name        = DEVICE_NAME,
};
static int __init misc_led__init(void) 
{
        int ret;
        int i;
        for(i = 0;i < 4; i++)
        {    
            ret = gpio_request(LED_pin[i],"leds");
            if(ret < 0)
            {
                printk(KERN_EMERG "gpio_request is error\n");
                goto gpio_request_err;
            }
            gpio_direction_output(LED_pin[i],1); //设置为输出功能，并且输出高电平
        }
        ret = misc_register(&misc_led_dev);
        if(ret)
        { 
            goto gpio_request_err;
        }
        printk(KERN_EMERG "%s is OK!!!\n",__FUNCTION__);
        return 0;
gpio_request_err:
    for(--i;i>=0;i--)
    {
        gpio_free(LED_pin[i]);
    }
     return ret ;
}
static void  __exit zx_misc_led_exit(void)
{
    int i = 0;
    for(i=0;i<4;i++)
    {
         gpio_set_value(LED_pin[i],1);  //灭灯
         gpio_free(LED_pin[i]);            //释放GPIO
    }
    misc_deregister(&misc_led_dev);
    printk(KERN_EMERG "Goodbye,zx_misc_led\n");
}
module_init(zx_misc_led_init);
module_exit(zx_misc_led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

应用程序app.c源代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define DEV_NAME  "/dev/zx_misc_led"
int main(void)
{
    char buf[] = {1, 0, 0, 0}; //1，亮，0表示灭，
    int i = 0;
    int fd;
    //打开设备文件 O_RDWR,  O_RDONLY, O_WRONLY,
    fd = open(DEV_NAME, O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open :%s failt!\r\n", DEV_NAME);
    }
    while(1) 
    {
        write(fd, buf, 4);
        memset(buf, 0, 4);
        buf[i++ % 4] = 1;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

实例代码测试

[root@ZX20150811 /home]# ls
[root@ZX20150811 /home]# insmod zx_misc_led.ko 
[ 2247.770000] zx_misc_led_init is OK!!!
[root@ZX20150811 /home]# ./app 
[ 2252.910000] line:59,misc_open is call
[ 2252.910000] line:34,misc_write is call
[ 2253.910000] line:34,misc_write is call
[ 2254.910000] line:34,misc_write is call
[ 2255.915000] line:34,misc_write is call
^C[ 2256.190000] line:66,misc_release is call
[root@ZX20150811 /home]#