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Linux-MISC驱动

Imx6uLL

发布于：2024年12月8日

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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。

1.内核自带MISC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。

  • 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。

  • 需要向 Linux 注册一个 miscdevice 设备， miscdevice是一个结构体 ：

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struct miscdevice  {
	int minor;
	const char *name;
	const struct file_operations *fops;
	struct list_head list;
	struct device *parent;
	struct device *this_device;
	const struct attribute_group **groups;
	const char *nodename;
	umode_t mode;
};

  • 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 。

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    #define PSMOUSE_MINOR		1
    #define MS_BUSMOUSE_MINOR	2	/* unused */
    #define ATIXL_BUSMOUSE_MINOR	3	/* unused */
    /*#define AMIGAMOUSE_MINOR	4	FIXME OBSOLETE */
    #define ATARIMOUSE_MINOR	5	/* unused */
    #define SUN_MOUSE_MINOR		6	/* unused */
    #define APOLLO_MOUSE_MINOR	7	/* unused */
     ..............
    #define MISC_DYNAMIC_MINOR	255

  • 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。

  • 使用以下函数向内核注册和卸载miscdevice

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extern int misc_register(struct miscdevice *misc);
extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);

如果设置miscdevice里面minor为255的话，表示由内核自动分配次设备号。

2.使用MISC框架

1.设备树：

打开dts文件，在根节点下添加beep节点：

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beep{
    compatible = "zwl,beep";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_beep>;
    beep-gpios = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    status = "okay";
};

2.头文件包含

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#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_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

3.platform框架

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//probe
static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev)
{
	return 0;
}
//remove
static int miscbeep_remove(struct platform_device *dev)
{
	return 0;
}
//platform匹配表
static const struct of_device_id beep_of_match[] = {
	{ .compatible = "zwl,beep" },
	{},
};
//platform
static struct platform_driver miscbeep_driver = {
	.driver = {
		.name = "cbus,beep",
		.of_match_table = beep_of_match,    //设备树匹配表
	},
	.probe = miscbeep_probe,
	.remove = miscbeep_remove,
};
//入口
static int __init miscbeep_init(void)
{
	return platform_driver_register(&miscbeep_driver);
}
static void __exit miscbeep_exit(void)
{
	platform_driver_unregister(&miscbeep_driver);
}
module_init(miscbeep_init);
module_exit(miscbeep_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Cbus");

4.MISC框架

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#define MISCBEEP_NAME "miscbeep"
#define MISCBEEP_MINOR 255

//misc struct
struct miscbeep_dev
{
	struct device_node *nd;  //设备节点
	int beep_gpio;
};
struct miscbeep_dev miscbeep;
static int miscbeep_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    file->private_data = &miscbeep;
	return 0;
}

static ssize_t miscbeep_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	return 0;
}
static int miscbeep_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
	return 0;
}
//字符设备操作集
struct file_operations miscbeep_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = miscbeep_open,
	.write = miscbeep_write,
	.release = miscbeep_release,
};
struct miscdevice beep_miscdev = {
	.minor = MISCBEEP_MINOR,
	.name = MISCBEEP_NAME,
	.fops = &miscbeep_fops,
};
//probe
static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev)
{
	int ret = 0;
	//初始化IO
	miscbeep.nd = dev->dev.of_node;

	miscbeep.beep_gpio = of_get_named_gpio(miscbeep.nd, "beep-gpios", 0);

	if (miscbeep.beep_gpio < 0)
	{
		ret = -EINVAL;
		printk("can not find gpio\r\n");
		goto fail_findgpio;
	}

	ret = gpio_request(miscbeep.beep_gpio, "beep");
	if (ret)
	{
		printk("can not request gpio %d\n", miscbeep.beep_gpio);
		ret = EINVAL;
		goto fail_findgpio;
	}

	ret = gpio_direction_output(miscbeep.beep_gpio, 1);  //输入高电平
	if (ret < 0)
	{
		printk("can not set output\r\n");
		goto fail_setoutput;
	}

	//misc驱动注册
	ret = misc_register(&beep_miscdev);
	if (ret < 0)
	{
		printk("misc_register failed\n");
		goto fail_setoutput;
	}
	return 0;
fail_setoutput:
	gpio_free(miscbeep.beep_gpio);
fail_findgpio:
	return ret;
}
//remove
static int miscbeep_remove(struct platform_device *dev)
{
	gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio, 1);
	gpio_free(miscbeep.beep_gpio);          //释放GPIO
	misc_deregister(&beep_miscdev);         //misc驱动卸载
	return 0;
}

加载驱动后，使用命令

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ls /dev/miscbeep -lk

image-20241208121659952

可以看到主设备号为10，次设备号为57。

3.实验

1.驱动

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#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>

#define MISCBEEP_NAME "miscbeep"
#define MISCBEEP_MINOR 144
#define BEEP_OFF 0
#define BEEP_ON 1

//misc struct
struct miscbeep_dev
{
	struct device_node *nd;  //设备节点
	int beep_gpio;

};
struct miscbeep_dev miscbeep;



static int miscbeep_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	file->private_data = &miscbeep;
	return 0;
}

static ssize_t miscbeep_write(struct file *flie, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	int ret;
	unsigned char databuf[1];
	struct miscbeep_dev *dev = flie->private_data;

	ret  = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
	if (ret < 0)
		return -EFAULT;

	if (databuf[0] == BEEP_ON)
	{
		gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0);
	}
	if (databuf[0] == BEEP_OFF)
	{
		gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1);
	}
	
	return 0;
}

static int miscbeep_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
	return 0;
}
//字符设备操作集
struct file_operations miscbeep_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = miscbeep_open,
	.write = miscbeep_write,
	.release = miscbeep_release,
};
 
struct miscdevice beep_miscdev = {
	.minor = MISCBEEP_MINOR,
	.name = MISCBEEP_NAME,
	.fops = &miscbeep_fops,
};

//probe
static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev)
{
	int ret = 0;
	//初始化IO
	miscbeep.nd = dev->dev.of_node;

	miscbeep.beep_gpio = of_get_named_gpio(miscbeep.nd, "beep-gpios", 0);

	if (miscbeep.beep_gpio < 0)
	{
		ret = -EINVAL;
		printk("can not find gpio\r\n");
		goto fail_findgpio;
	}

	ret = gpio_request(miscbeep.beep_gpio, "beep");
	if (ret)
	{
		printk("can not request gpio %d\n", miscbeep.beep_gpio);
		ret = EINVAL;
		goto fail_findgpio;
	}

	ret = gpio_direction_output(miscbeep.beep_gpio, 1);  //输入高电平
	if (ret < 0)
	{
		printk("can not set output\r\n");
		goto fail_setoutput;
	}

	//misc驱动注册
	ret = misc_register(&beep_miscdev);
	if (ret < 0)
	{
		printk("misc_register failed\n");
		goto fail_setoutput;
	}

	printk("beep probe success\n");
	return 0;

fail_setoutput:
	gpio_free(miscbeep.beep_gpio);
fail_findgpio:
	return ret;
}

//remove
static int miscbeep_remove(struct platform_device *dev)
{
	gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio, 1);
	gpio_free(miscbeep.beep_gpio);          //释放GPIO
	misc_deregister(&beep_miscdev);         //misc驱动卸载
	printk("beep remove success\n");
	return 0;
}

//platform匹配表
static const struct of_device_id beep_of_match[] = {
	{ .compatible = "zwl,beep" },
	{},
};

//platform
static struct platform_driver miscbeep_driver = {
	.driver = {
		.name = "cbus,beep",
		.of_match_table = beep_of_match,    //设备树匹配表
	},
	.probe = miscbeep_probe,
	.remove = miscbeep_remove,
};

//入口
static int __init miscbeep_init(void)
{
	return platform_driver_register(&miscbeep_driver);
}

static void __exit miscbeep_exit(void)
{
	platform_driver_unregister(&miscbeep_driver);
}

module_init(miscbeep_init);
module_exit(miscbeep_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Cbus");

2.应用

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#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "poll.h"
#include "sys/select.h"
#include "sys/time.h"
#include "linux/ioctl.h"
#include "signal.h"


/* argc:应用参数个数
 * argv[]:具体参数内容，字符串形式

 * ./miscbeepAPP /dev/miscbeep 1 关
 * ./miscbeepAPP /dev/miscbeep 0 开 
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    	int fd, retvalue;
	char *filename;
	unsigned char databuf[2];
	
	if(argc != 3){
		printf("Error Usage!\r\n");
		return -1;
	}

	filename = argv[1];

	/* 打开led驱动 */
	fd = open(filename, O_RDWR);
	if(fd < 0){
		printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
		return -1;
	}
	
	databuf[0] = atoi(argv[2]);	/*将字符转换为数字*/
	
	retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
	if(retvalue < 0){
		printf("BEEP Control Failed!\r\n");
		close(fd);
		return -1;
	}

	close(fd); /* 关闭文件 */
	return 0;
}

3.实验演示

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更新于：2024年12月8日

Imx6uLL

字数：1.7k 字

时长：9 分钟

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