笔记整理—linux驱动开发部分(7)misc类设备(杂项设备)
ioctrl方法是用指令进行操作(应用层):
#define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1
#define PWM_IOCTL_STOP 0
fd=open(DEVNAME,O_RDWR);//DEVNAME="/dev/buzzer"
if(fd<0)
{
//err处理
}
ioctl(fd,PWM_IOCTL_SET_FREQ,10000);//设置pwm频率并开启buzzer
sleep(3);
ioctl(fd,PWM_IOCTL_STOP);//关闭buzzer
misc类设备,就是杂项设备、杂散设备,是一种类,方便进行使用和管理,misc类设备是字符类设备,主设备号为10,以次设备号进行不同设备区分(eg:ADC 主10,次131;buzzer 主10,次61)。
misc类设备,内核实现了一部分的框架:
int misc_register(struct miscdevice * misc);
static struct class *misc_class;
misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
struct miscdevice {
int minor;
const char *name;
const struct file_operations *fops;
struct list_head list;
struct device *parent;
struct device *this_device;
const char *nodename;
mode_t mode;
};
......
其余没提供的部分驱动工程师自行完成编写,linux没提供剩余部分的框架。
misc是对字符设备类的一个封装,对老版本字符设备类的封装,主要提供了一个class去进行管理。
那么misc设备框架干了什么呢?①类的创建;②开放给驱动开发者接口。
misc源码框架本身也是一个模块,启动时自行加载misc.c,subsys_initcall()是一种启动顺序,是靠前的一类。
proc文件系统 /proc CONFIG_PROC_FS,proc文件系统是一种不好用的文件系统,与/sys一个用法,但管理过于混乱,使用最后被废弃了。
misc类设备框架(misc.c)主要就创建了misc的class,注册了misc设备(字符设备驱动10),开放用户dev驱动接口。
填充struct miscdevice完成设备注册misc_register()。
static LIST_HEAD(misc_list);
等同于
static struct list_head misc_list={&(misc_list),&(misc_list)}//内核链表init,使prve与next指针都指向自己
内核使用数组管理设备最对255个设备,但是对misc类设备,使用list进行管理(10号主设备下的次设备以此管理)。
注册一个misc设备对内核会misc_list去inset一个节点。内核链表不包含有效信息,只是定义了prev和next指针,一般是别的链表挂载这个内核链表上使用,用于遍历。
MISC_DYNAMIC_MINOR自动分配次设备号,以位图方法实现255个位置,看哪个位是0,就是没使用的设备号(bit_map)。
dev=MKDEV(MAJOR,minor);因为misc用的老方法去实现的设备申请register,所以在次设备号申请后,用MKDEV()实现设备号合并,然后去device_create()注册,完成设备注册。
misc_open()是内核已经写好的方法框架,file_operations以次设备号进行寻找,如果有已有的file_operations方法则使用这个方法,如果没有则会去request_module进行查找。但本质上.open、.release等方法还要自己去写。
内核互斥锁,static DEFINE_MUTEX(),mutex_lock()上锁、mutex_unlock()下锁。
内核防止竞态的方法,原子访问、自旋锁、互斥锁、信号量。
自旋锁:是针对多核cpu的方法。
互斥锁与信号量在原理上有相同之处,互斥锁是信号量是一种常见的形式。信号量dowm操作上锁,up解锁。
原子访问:语句中间不可拆分,不可打断。
down_interruptible 排队可悲打断
down_killable 排队可kill
down_trylock 非阻塞尝试上锁
down_timeout 排队超时
open()中进行上锁免得被同时操作,在close()中解锁。
ioctl()输入输出控制。read/write有存在驱动与应用层交互的缺陷,驱动的人要写文档去告诉应用工程师操作。 ioctl()将操作宏发给应用层工作者(xxx.h)就能使用。