Linux MISC 驱动实验
目錄
- MISC 設備驅動簡介
- 硬件原理圖分析
- 實驗程序編寫
- 修改設備樹
- beep 驅動程序編寫
- 編寫測試APP
- 運行測試
- 編譯驅動程序和測試APP
- 運行測試
misc 的意思是混合、雜項的，因此MISC 驅動也叫做雜項驅動，也就是當我們板子上的某些外設無法進行分類的時候就可以使用MISC 驅動。MISC 驅動其實就是最簡單的字符設備驅動，通常嵌套在platform 總線驅動中，實現復雜的驅動，本章我們就來學習一下MISC 驅動的編寫。
MISC 設備驅動簡介
所有的MISC 設備驅動的主設備號都為10，不同的設備使用不同的從設備號。隨著Linux字符設備驅動的不斷增加，設備號變得越來越緊張，尤其是主設備號，MISC 設備驅動就用于解決此問題。MISC 設備會自動創建cdev，不需要像我們以前那樣手動創建，因此采用MISC 設備驅動可以簡化字符設備驅動的編寫。我們需要向Linux 注冊一個miscdevice 設備，miscdevice
是一個結構體，定義在文件include/linux/miscdevice.h 中，內容如下：
定義一個MISC 設備(miscdevice 類型)以后我們需要設置minor、name 和fops 這三個成員變量。minor 表示子設備號，MISC 設備的主設備號為10，這個是固定的，需要用戶指定子設備號，Linux 系統已經預定義了一些MISC 設備的子設備號，這些預定義的子設備號定義在
include/linux/miscdevice.h 文件中，如下所示：
我們在使用的時候可以從這些預定義的子設備號中挑選一個，當然也可以自己定義，只要這個子設備號沒有被其他設備使用接口。
name 就是此MISC 設備名字，當此設備注冊成功以后就會在/dev 目錄下生成一個名為name的設備文件。fops 就是字符設備的操作集合，MISC 設備驅動最終是需要使用用戶提供的fops操作集合。
當設置好miscdevice 以后就需要使用misc_register 函數向系統中注冊一個MISC 設備，此函數原型如下：
函數參數和返回值含義如下：
misc：要注冊的MISC 設備。
返回值：負數，失敗；0，成功。
以前我們需要自己調用一堆的函數去創建設備，比如在以前的字符設備驅動中我們會使用如下幾個函數完成設備創建過程：
1 alloc_chrdev_region(); /* 申請設備號*/ 2 cdev_init(); /* 初始化cdev */ 3 cdev_add(); /* 添加cdev */ 4 class_create(); /* 創建類*/ 5 device_create(); /* 創建設備*/現在我們可以直接使用misc_register 一個函數來完成示例代碼57.1.3 中的這些步驟。當我們卸載設備驅動模塊的時候需要調用misc_deregister 函數來注銷掉MISC 設備，函數原型如下：
int misc_deregister(struct miscdevice *misc)函數參數和返回值含義如下：
misc：要注銷的MISC 設備。
返回值：負數，失敗；0，成功。
以前注銷設備驅動的時候，我們需要調用一堆的函數去刪除此前創建的cdev、設備等等內容，如下所示：
現在我們只需要一個misc_deregister 函數即可完成示例代碼57.1.4 中的這些工作。關于MISC 設備驅動就講解到這里，接下來我們就使用platform 加MISC 驅動框架來編寫beep 蜂鳴器驅動。
硬件原理圖分析
本章實驗我們只使用到IMX6U-ALPHA 開發板上的BEEP 蜂鳴器，因此實驗硬件原理圖參考14.3 小節即可。
實驗程序編寫
本實驗對應的例程路徑為：開發板光盤-> 2、Linux 驅動例程-> 17_misc。
本章實驗我們采用platform 加misc 的方式編寫beep 驅動，這也是實際的Linux 驅動中很常用的方法。采用platform 來實現總線、設備和驅動，misc 主要負責完成字符設備的創建。
修改設備樹
本章實驗我們需要用到蜂鳴器，因此需要在imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中創建蜂鳴器設備節點，這里我們直接使用46.3.1 小節創建的beep 這個設備節點即可。
beep 驅動程序編寫
新建名為“19_miscbeep”的文件夾，然后在19_miscbeep 文件夾里面創建vscode 工程，工作區命名為“miscbeep。新建名為miscbeep.c 的驅動文件，在miscbeep.c 中輸入如下所示內容：
#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 : 左忠凱 版本 : V1.0 描述 : 采用MISC的蜂鳴器驅動程序。 其他 : 無 論壇 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/8/20 左忠凱創建 ***************************************************************/ #define MISCBEEP_NAME "miscbeep" /* 名字 */ #define MISCBEEP_MINOR 144 /* 子設備號 */ #define BEEPOFF 0 /* 關蜂鳴器 */ #define BEEPON 1 /* 開蜂鳴器 *//* miscbeep設備結構體 */ struct miscbeep_dev{dev_t devid; /* 設備號 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 類 */struct device *device; /* 設備 */struct device_node *nd; /* 設備節點 */int beep_gpio; /* beep所使用的GPIO編號 */ };struct miscbeep_dev miscbeep; /* beep設備 *//** @description : 打開設備* @param - inode : 傳遞給驅動的inode* @param - filp : 設備文件，file結構體有個叫做private_data的成員變量* 一般在open的時候將private_data指向設備結構體。* @return : 0 成功;其他 失敗*/ static int miscbeep_open(struct inode *inode, struct file *filp) {filp->private_data = &miscbeep; /* 設置私有數據 */return 0; }/** @description : 向設備寫數據 * @param - filp : 設備文件，表示打開的文件描述符* @param - buf : 要寫給設備寫入的數據* @param - cnt : 要寫入的數據長度* @param - offt : 相對于文件首地址的偏移* @return : 寫入的字節數，如果為負值，表示寫入失敗*/ 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]; /* 獲取狀態值 */if(beepstat == BEEPON) { gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0); /* 打開蜂鳴器 */} else if(beepstat == BEEPOFF) {gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1); /* 關閉蜂鳴器 */}return 0; }/* 設備操作函數 */ static struct file_operations miscbeep_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = miscbeep_open,.write = miscbeep_write, };/* MISC設備結構體 */ static struct miscdevice beep_miscdev = {.minor = MISCBEEP_MINOR,.name = MISCBEEP_NAME,.fops = &miscbeep_fops, };/** @description : flatform驅動的probe函數，當驅動與* 設備匹配以后此函數就會執行* @param - dev : platform設備* @return : 0，成功;其他負值,失敗*/ static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev) {int ret = 0;printk("beep driver and device was matched!\r\n");/* 設置BEEP所使用的GPIO *//* 1、獲取設備節點：beep */miscbeep.nd = of_find_node_by_path("/beep");if(miscbeep.nd == NULL) {printk("beep node not find!\r\n");return -EINVAL;} /* 2、 獲取設備樹中的gpio屬性，得到BEEP所使用的BEEP編號 */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、設置GPIO5_IO01為輸出，并且輸出高電平，默認關閉BEEP */ret = gpio_direction_output(miscbeep.beep_gpio, 1);if(ret < 0) {printk("can't set gpio!\r\n");}/* 一般情況下會注冊對應的字符設備，但是這里我們使用MISC設備* 所以我們不需要自己注冊字符設備驅動，只需要注冊misc設備驅動即可*/ret = misc_register(&beep_miscdev);if(ret < 0){printk("misc device register failed!\r\n");return -EFAULT;}return 0; }/** @description : platform驅動的remove函數，移除platform驅動的時候此函數會執行* @param - dev : platform設備* @return : 0，成功;其他負值,失敗*/ static int miscbeep_remove(struct platform_device *dev) {/* 注銷設備的時候關閉LED燈 */gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio, 1);/* 注銷misc設備 */misc_deregister(&beep_miscdev);return 0; }/* 匹配列表 */static const struct of_device_id beep_of_match[] = {{ .compatible = "atkalpha-beep" },{ /* Sentinel */ }};/* platform驅動結構體 */ static struct platform_driver beep_driver = {.driver = {.name = "imx6ul-beep", /* 驅動名字，用于和設備匹配 */.of_match_table = beep_of_match, /* 設備樹匹配表 */},.probe = miscbeep_probe,.remove = miscbeep_remove, };/** @description : 驅動出口函數* @param : 無* @return : 無*/ static int __init miscbeep_init(void) {return platform_driver_register(&beep_driver); }/** @description : 驅動出口函數* @param : 無* @return : 無*/ 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，標準的字符設備驅動。
第97~101 行，MISC 設備beep_miscdev，第98 行設置子設備號為144，第99 行設置設備名字為“miscbeep”，這樣當系統啟動以后就會在/dev/目錄下存在一個名為“miscbeep”的設備文件。第100 行，設置MISC 設備的操作函數集合，為file_operations 類型。
第109~145 行，platform 框架的probe 函數，當驅動與設備匹配以后此函數就會執行，首先在此函數中初始化BEEP 所使用的IO。最后在138 行通過misc_register 函數向Linux 內核注冊MISC 設備，也就是前面定義的beep_miscdev。
第152~160 行，platform 框架的remove 函數，在此函數中調用misc_deregister 函數來注銷MISC 設備。
第163~196，標準的platform 驅動。
編寫測試APP
新建miscbeepApp.c 文件，然后在里面輸入如下所示內容：
#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 : 左忠凱 版本 : V1.0 描述 : MISC驅動框架下的beep測試APP。 其他 : 無 使用方法 ：./miscbeepApp /dev/miscbeep 0 關閉蜂鳴器./misdcbeepApp /dev/miscbeep 1 打開蜂鳴器 論壇 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/8/20 左忠凱創建 ***************************************************************/ #define BEEPOFF 0 #define BEEPON 1/** @description : main主程序* @param - argc : argv數組元素個數* @param - argv : 具體參數* @return : 0 成功;其他 失敗*/ 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); /* 打開beep驅動 */if(fd < 0){printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);return -1;}databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要執行的操作：打開或關閉 */retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));if(retvalue < 0){printf("BEEP Control Failed!\r\n");close(fd);return -1;}retvalue = close(fd); /* 關閉文件 */if(retvalue < 0){printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);return -1;}return 0; }miscbeepApp.c 文件內容和其他例程的測試APP 基本一致，很簡單，這里就不講解了。
運行測試
編譯驅動程序和測試APP
1、編譯驅動程序
編寫Makefile 文件，本章實驗的Makefile 文件和第四十章實驗基本一樣，只是將obj-m 變量的值改為“miscbeep.o”，Makefile 內容如下所示：
第4 行，設置obj-m 變量的值為“miscbeep.o”。
輸入如下命令編譯出驅動模塊文件：
編譯成功以后就會生成一個名為“miscbeep.ko”的驅動模塊文件。
2、編譯測試APP
輸入如下命令編譯測試miscbeepApp.c 這個測試程序：
編譯成功以后就會生成miscbeepApp 這個應用程序。
運行測試
將上一小節編譯出來miscbeep.ko 和miscbeepApp 這兩個文件拷貝到
rootfs/lib/modules/4.1.15 目錄中，重啟開發板，進入到目錄lib/modules/4.1.15 中，輸入如下命令加載miscbeep.ko 這個驅動模塊。
當驅動模塊加載成功以后我們可以在/sys/class/misc 這個目錄下看到一個名為“miscbeep”的子目錄，如圖57.4.2.1 所示：
所有的misc 設備都屬于同一個類，/sys/class/misc 目錄下就是misc 這個類的所有設備，每個設備對應一個子目錄。
驅動與設備匹配成功以后就會生成/dev/miscbeep 這個設備驅動文件，輸入如下命令查看這個文件的主次設備號：
結果如圖57.4.2.2 所示：
從圖57.4.2.2 可以看出，/dev/miscbeep 這個設備的主設備號為10，次設備號為144，和我們驅動程序里面設置的一致。
輸入如下命令打開BEEP：
在輸入如下命令關閉LED 燈：
./miscbeepApp /dev/miscbeep 0 //關閉BEEP觀察一下BEEP 能否打開和關閉，如果可以的話就說明驅動工作正常，如果要卸載驅動的話輸入如下命令即可：
rmmod miscbeep.ko總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux MISC 驱动实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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