正点原子imx6ull-mini-Linux驱动之Linux MISC 驱动实验(17)

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猴君
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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。 

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