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Linux 字符设备驱动之无法归类的《杂项设备驱动》

article 2024/10/25 18:05:35

学习目标：

了解杂项设备驱动和普通字符设备的异同，及杂项设备驱动程序的写法

学习内容：

一、杂项设备驱动的特别之处

杂项设备（Miscellaneous Devices）是一种通用的设备类型，用于表示那些不适合其他设备类型的设备。这些设备通常是不规则的，没有标准的通信协议或接口。

在Linux中，把无法归类的设备定义成杂项设备。相对于一般字符设备来说，杂项设备主设备号固定位10。而一般字符设备不管是动态分配还是静态分配设备号，都会一个区别其他类别的唯一主设备号。

杂项设备也会和一般的字符设备一样在/dev下创建设备节点。只是在编写设备驱动时用的函数大有不同。

二、杂项设备编写

1、miscdevice 结构体

杂项设备使用结构体miscdevice 描述，该结构体定义在 include/linux/misdevice.h 文件中。如下图所示：

其中，次设备号minor 一般使用宏 MISC_DYNAMIC_MINOR，表示自动分配次设备号。杂项设备主要依赖次设备号来管理。

#define MISC_DYNAMIC_MINOR 255

name：就是要告诉系统创建设备节点的名称
fops：就是系统调用和驱动功能的连接桥梁，即包含设备操作的 struct file_operations 结构的指针。

2、杂项设备的注册与卸载

注册和卸载杂项设备的函数声明在 include/linux/miscdevice.h 中，定义在drivers/char/misc.c 文件中。

注册函数 misc_register ：

函数原型：int misc_register(struct miscdevice *misc)；
参数：杂项设备的结构体指针
返回值：0：成功，负数：失败

卸载函数 misc_deregister：

函数原型：void misc_deregister(struct miscdevice *misc)；
参数：杂项设备的结构体指针

3、代码

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>

#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>

static int my_misc_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
        printk("This is my_misc_open\n");
        return 0;
}

static ssize_t my_misc_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *off)
{
        printk("This is my_misc_read\n");
        return 0;
}

static ssize_t my_misc_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *off)
{
        printk("copy_from_user kbuf = %s\n", kbuf);
        return 0;
}

static int my_misc_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
        printk("This is my_misc_release\n");
        return 0;
}


static struct file_operations my_misc_ops={
        .owner = THIS_MODULE,
        .open = my_misc_open,
        .release = my_misc_release,
        .read = my_misc_read,
        .write = my_misc_write,
};

// 定义杂项设备结构体
struct miscdevice misc_dev={
        .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
        .name = "my_misc",
        .fops = &my_misc_ops
};

// 驱动入口函数
static int module_misc_init(void)
{
        int ret = 0;

        ret = misc_register(&misc_dev);
        if(ret < 0)
        {
                printk("misc_register failed\n");
                return -1;
        }
        return 0;
}

// 驱动卸载函数
static void module_misc_exit(void)
{
        misc_deregister(&misc_dev);
        printk("misc_deregister test module bye!\n");
}

module_init(module_misc_init);
module_exit(module_misc_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("BF");
MODULE_VERSION("V1.0");

编译完成后，加载驱动，我们可以查看设备节点中是否创建了杂项设备my_misc，以及主设备号是不是之前说的10，如图：