misc 的意思是混合、杂项的,因此 MISC 驱动也叫做杂项驱动,也就是当我们板子上的某 些外设无法进行分类的时候就可以使用 MISC 驱动。MISC 驱动其实就是最简单的字符设备驱 动,通常嵌套在 platform 总线驱动中,实现复杂的驱动,本章我们就来学习一下 MISC 驱动的 编写。在stm32f1标准库里面也有一个叫misc的库函数
1:MISC 设备驱动简介
所有的 MISC 设备驱动的主设备号都为 10,不同的设备使用不同的从设备号。随着 Linux 字符设备驱动的不断增加,设备号变得越来越紧张,尤其是主设备号,MISC 设备驱动就用于解 决此问题。MISC 设备会自动创建 cdev,不需要像我们以前那样手动创建,因此采用 MISC 设 备驱动可以简化字符设备驱动的编写。我们需要向 Linux 注册一个 miscdevice 设备,miscdevice 是一个结构体,定义在文件 include/linux/miscdevice.h 中,内容如下:
57 struct miscdevice { 58 int minor; /* 子设备号 */ 59 const char *name; /* 设备名字 */ 60 const struct file_operations *fops; /* 设备操作集 */ 61 struct list_head list; 62 struct device *parent; 63 struct device *this_device; 64 const struct attribute_group **groups; 65 const char *nodename; 66 umode_t mode; 67 };
定义一个 MISC 设备(miscdevice 类型)以后我们需要设置 minor、name 和 fops 这三个成员 变量。minor 表示子设备号,MISC 设备的主设备号为 10,这个是固定的,需要用户指定子设备 号,Linux 系统已经预定义了一些 MISC 设备的子设备号,这些预定义的子设备号定义在 include/linux/miscdevice.h 文件中,如下所示:
13 #define PSMOUSE_MINOR 1 14 #define MS_BUSMOUSE_MINOR 2 /* unused */ 15 #define ATIXL_BUSMOUSE_MINOR 3 /* unused */ 16 /*#define AMIGAMOUSE_MINOR 4 FIXME OBSOLETE */ 17 #define ATARIMOUSE_MINOR 5 /* unused */ 18 #define SUN_MOUSE_MINOR 6 /* unused */ ...... 52 #define MISC_DYNAMIC_MINOR 255
我们在使用的时候可以从这些预定义的子设备号中挑选一个,当然也可以自己定义,只要 这个子设备号没有被其他设备使用接口。 name 就是此 MISC 设备名字,当此设备注册成功以后就会在/dev 目录下生成一个名为 name 的设备文件。fops 就是字符设备的操作集合,MISC 设备驱动最终是需要使用用户提供的 fops 操作集合。 当设置好 miscdevice 以后就需要使用 misc_register 函数向系统中注册一个 MISC 设备,此 函数原型如下:
int misc_register(struct miscdevice * misc)
函数参数和返回值含义如下:
misc:要注册的 MISC 设备。
返回值:负数,失败;0,成功。
以前我们需要自己调用一堆的函数去创建设备,比如在以前的字符设备驱动中我们会使用 如下几个函数完成设备创建过程:
1 alloc_chrdev_region(); /* 申请设备号 */ 2 cdev_init(); /* 初始化 cdev */ 3 cdev_add(); /* 添加 cdev */ 4 class_create(); /* 创建类 */ 5 device_create(); /* 创建设备 */
现在我们可以直接使用 misc_register 一个函数来完成示例代码 57.1.3 中的这些步骤(前提是MISC设备驱动)。当我 们卸载设备驱动模块的时候需要调用 misc_deregister 函数来注销掉 MISC 设备,函数原型如下:
int misc_deregister(struct miscdevice *misc)
函数参数和返回值含义如下:
misc:要注销的 MISC 设备。
返回值:负数,失败;0,成功。
以前注销设备驱动的时候,我们需要调用一堆的函数去删除此前创建的 cdev、设备等等内 容,如下所示:
1 cdev_del(); /* 删除 cdev */ 2 unregister_chrdev_region(); /* 注销设备号 */ 3 device_destroy(); /* 删除设备 */ 4 class_destroy(); /* 删除类 */
现在我们只需要一个 misc_deregister 函数即可完成示例代码 57.1.4 中的这些工作。关于 MISC 设备驱动就讲解到这里,接下来我们就使用 platform 加 MISC 驱动框架来编写 beep 蜂鸣 器驱动。
2:实验程序编写
本章实验我们采用 platform 加 misc 的方式编写 beep 驱动,这也是实际的 Linux 驱动中很 常用的方法。采用 platform 来实现总线、设备和驱动,misc 主要负责完成字符设备的创建。
2.1:修改设备树
本章实验我们需要用到蜂鸣器,因此需要在 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中创建蜂鸣器设 备节点,这里我们直接使用 46.3.1 小节创建的 beep 这个设备节点即可。
2.2:beep 驱动程序编写
新建名为“19_miscbeep”的文件夹,然后在 19_miscbeep 文件夹里面创建 vscode 工程,工 作区命名为“miscbeep。新建名为 miscbeep.c 的驱动文件,在 miscbeep.c 中输入如下所示内容:
#include <linux/types.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/ide.h> #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/gpio.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/device.h> #include <linux/of.h> #include <linux/of_address.h> #include <linux/of_gpio.h> #include <linux/platform_device.h> #include <linux/miscdevice.h> #include <asm/mach/map.h> #include <asm/uaccess.h> #include <asm/io.h> /*************************************************************** Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 文件名 : miscbeep.c 作者 : 左忠凯 版本 : V1.0 描述 : 采用MISC的蜂鸣器驱动程序。 其他 : 无 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/8/20 左忠凯创建 ***************************************************************/ #define MISCBEEP_NAME "miscbeep" /* 名字 */ #define MISCBEEP_MINOR 144 /* 子设备号 */ #define BEEPOFF 0 /* 关蜂鸣器 */ #define BEEPON 1 /* 开蜂鸣器 */ /* miscbeep设备结构体 */ struct miscbeep_dev{ dev_t devid; /* 设备号 */ struct cdev cdev; /* cdev */ struct class *class; /* 类 */ struct device *device; /* 设备 */ struct device_node *nd; /* 设备节点 */ int beep_gpio; /* beep所使用的GPIO编号 */ }; struct miscbeep_dev miscbeep; /* beep设备 */ /* * @description : 打开设备 * @param - inode : 传递给驱动的inode * @param - filp : 设备文件,file结构体有个叫做private_data的成员变量 * 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。 * @return : 0 成功;其他 失败 */ static int miscbeep_open(struct inode *inode, struct file *filp) { filp->private_data = &miscbeep; /* 设置私有数据 */ return 0; } /* * @description : 向设备写数据 * @param - filp : 设备文件,表示打开的文件描述符 * @param - buf : 要写给设备写入的数据 * @param - cnt : 要写入的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 写入的字节数,如果为负值,表示写入失败 */ static ssize_t miscbeep_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { int retvalue; unsigned char databuf[1]; unsigned char beepstat; struct miscbeep_dev *dev = filp->private_data; retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt); if(retvalue < 0) { printk("kernel write failed!\r\n"); return -EFAULT; } beepstat = databuf[0]; /* 获取状态值 */ if(beepstat == BEEPON) { gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0); /* 打开蜂鸣器 */ } else if(beepstat == BEEPOFF) { gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1); /* 关闭蜂鸣器 */ } return 0; } /* 设备操作函数 */ static struct file_operations miscbeep_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = miscbeep_open, .write = miscbeep_write, }; /* MISC设备结构体 */ static struct miscdevice beep_miscdev = { .minor = MISCBEEP_MINOR, .name = MISCBEEP_NAME, .fops = &miscbeep_fops, }; /* * @description : flatform驱动的probe函数,当驱动与 * 设备匹配以后此函数就会执行 * @param - dev : platform设备 * @return : 0,成功;其他负值,失败 */ static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev) { int ret = 0; printk("beep driver and device was matched!\r\n"); /* 设置BEEP所使用的GPIO */ /* 1、获取设备节点:beep */ miscbeep.nd = of_find_node_by_path("/beep"); if(miscbeep.nd == NULL) { printk("beep node not find!\r\n"); return -EINVAL; } /* 2、 获取设备树中的gpio属性,得到BEEP所使用的BEEP编号 */ miscbeep.beep_gpio = of_get_named_gpio(miscbeep.nd, "beep-gpio", 0); if(miscbeep.beep_gpio < 0) { printk("can't get beep-gpio"); return -EINVAL; } /* 3、设置GPIO5_IO01为输出,并且输出高电平,默认关闭BEEP */ ret = gpio_direction_output(miscbeep.beep_gpio, 1); if(ret < 0) { printk("can't set gpio!\r\n"); } /* 一般情况下会注册对应的字符设备,但是这里我们使用MISC设备 * 所以我们不需要自己注册字符设备驱动,只需要注册misc设备驱动即可 */ ret = misc_register(&beep_miscdev); if(ret < 0){ printk("misc device register failed!\r\n"); return -EFAULT; } return 0; } /* * @description : platform驱动的remove函数,移除platform驱动的时候此函数会执行 * @param - dev : platform设备 * @return : 0,成功;其他负值,失败 */ static int miscbeep_remove(struct platform_device *dev) { /* 注销设备的时候关闭LED灯 */ gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio, 1); /* 注销misc设备 */ misc_deregister(&beep_miscdev); return 0; } /* 匹配列表 */ static const struct of_device_id beep_of_match[] = { { .compatible = "atkalpha-beep" }, { /* Sentinel */ } }; /* platform驱动结构体 */ static struct platform_driver beep_driver = { .driver = { .name = "imx6ul-beep", /* 驱动名字,用于和设备匹配 */ .of_match_table = beep_of_match, /* 设备树匹配表 */ }, .probe = miscbeep_probe, .remove = miscbeep_remove, }; /* * @description : 驱动出口函数 * @param : 无 * @return : 无 */ static int __init miscbeep_init(void) { return platform_driver_register(&beep_driver); } /* * @description : 驱动出口函数 * @param : 无 * @return : 无 */ static void __exit miscbeep_exit(void) { platform_driver_unregister(&beep_driver); } module_init(miscbeep_init); module_exit(miscbeep_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
第 29~94 行,标准的字符设备驱动。
第 97~101 行,MISC 设备 beep_miscdev,第 98 行设置子设备号为 144,第 99 行设置设备 名字为“miscbeep”,这样当系统启动以后就会在/dev/目录下存在一个名为“miscbeep”的设备 文件。
第 100 行,设置 MISC 设备的操作函数集合,为 file_operations 类型。
第 109~145 行,platform 框架的 probe 函数,当驱动与设备匹配以后此函数就会执行,首先 在此函数中初始化 BEEP 所使用的 IO。
最后在 138 行通过 misc_register 函数向 Linux 内核注册 MISC 设备,也就是前面定义的 beep_miscdev。
第 152~160 行,platform 框架的 remove 函数,在此函数中调用 misc_deregister 函数来注销 MISC 设备。
第 163~196,标准的 platform 驱动
2.3:编写测试 APP
新建 miscbeepApp.c 文件,然后在里面输入如下所示内容:
#include "stdio.h" #include "unistd.h" #include "sys/types.h" #include "sys/stat.h" #include "fcntl.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" /*************************************************************** Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 文件名 : miscbeepApp.c 作者 : 左忠凯 版本 : V1.0 描述 : MISC驱动框架下的beep测试APP。 其他 : 无 使用方法 :./miscbeepApp /dev/miscbeep 0 关闭蜂鸣器 ./misdcbeepApp /dev/miscbeep 1 打开蜂鸣器 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/8/20 左忠凯创建 ***************************************************************/ #define BEEPOFF 0 #define BEEPON 1 /* * @description : main主程序 * @param - argc : argv数组元素个数 * @param - argv : 具体参数 * @return : 0 成功;其他 失败 */ int main(int argc, char *argv[]) { int fd, retvalue; char *filename; unsigned char databuf[1]; if(argc != 3){ printf("Error Usage!\r\n"); return -1; } filename = argv[1]; fd = open(filename, O_RDWR); /* 打开beep驱动 */ if(fd < 0){ printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]); return -1; } databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要执行的操作:打开或关闭 */ retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf)); if(retvalue < 0){ printf("BEEP Control Failed!\r\n"); close(fd); return -1; } retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */ if(retvalue < 0){ printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]); return -1; } return 0; }
miscbeepApp.c 文件内容和其他例程的测试 APP 基本一致,很简单,这里就不讲解了。
2.4:Makefile文件编写
KERNELDIR :=/home/zhulinux/linux/alientek_linux/linux CURRENT_PATH := $(shell pwd) obj-m := miscbeep.o build: kernel_modules kernel_modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
2.5:编译测试 APP
在名为Compiletest.sh的shell脚本内 ,将fun改变为 "miscbeep"即可,并把driver改为false运行shell脚本
#!/bin/bash #把dts编译的dtb文件拷贝到 tftpboot目录下 cp -r ~/linux/alientek_linux/linux/arch/arm/boot/dts/imx6ull_alientek_emmc.dtb ~/linux/tftpboot/ -f driver=false fun="leddriver" funko="${fun}.ko" funoApp="${fun}App" funcApp="${fun}App.c" if [[ $driver == true ]]; then fundeviceko="${fun}device.ko" fundriverko="${fun}driver.ko" fi if [ -f "./$funoApp" ]; then echo "文件存在,正在删除..." rm "./$funoApp" echo "文件已删除" else echo "文件不存在,不执行删除操作。" fi arm-linux-gnueabihf-gcc $funcApp -o $funoApp if [[ $driver == true ]];then sudo cp $fundeviceko $fundriverko $funoApp ~/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -f else sudo cp $funko $funoApp ~/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -f fi
3:运行测试
本文仅在记录学习正点原子imx6ull-mini开发板的过程,不做他用。