4412 杂项设备
一、杂项设备
为什么用杂项设备
• 杂项设备可以说是对一部分字符设备的封装，还有一部分不好归类驱动也归到杂项设备。杂项设备是字符设备的封装
• 为什么会引入杂项设备？
• 第一、可以节省主设备号
– 如果所有的驱动都是用字符设备，那么所有的设备号很快就用完了，总共就255个主设备号。
• 第二、驱动写起来相对简单
– 如果直接使用封装好的杂项设备，那么就可以减少一步注册主设备号的过程
• 杂项设备初始化部分源文件“drivers/char/ misc.c”，这一部分通过Makefile可知，是强制编译的。而且是Linux官方（不是三星官方）出来的时候就带的，为了一些简单的驱动更容易实现。
• 这部分了解即可，里面的内容也比较简单，就是给字符驱动做一个简单的封装。
在driver/char/目录下就有misc.c文件，而且此目录下的Makfile第三行就有，说明是强制编译的
obj-y += misc.o
二、注册文件
• 杂项设备注册头文件
– include/linux/miscdevice.h
• 结构体miscdevice以及注册函数如下所示
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; }; extern int misc_register(struct miscdevice * misc); extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);
注册文件
• 常用的参数
– .minor设备号 一般让系统分配
– .name生成设备节点的名称
– .fops指向一个设备节点文件
内核文件的结构体
• Linux中一切皆文件，上层调用底层也是通过读取文件的方式
– 注册设备节点，本质也是新建一个特殊的文件，包含文件名，打开、关闭、操作等函数
• 包含文件结构体的头文件是“include/linux/fs.h ”
• 文件的结构体file_operations如下所示
struct file_operations { struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t); unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); /* remove by cym 20130408 support for MT660.ko */ #if 0 //#ifdef CONFIG_SMM6260_MODEM #if 1// liang, Pixtree also need to use ioctl interface... int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long); #endif #endif /* end remove */ long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *); int (*open) (struct inode *, struct file *); int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id); int (*release) (struct inode *, struct file *); int (*fsync) (struct file *, int datasync); int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync); int (*fasync) (int, struct file *, int); int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *); ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int); unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
• 文件的结构体file_operations参数很多，根据需求选择。
• 必选的是参数是
– .owner一般是THIS_MODULE,
– .open打开文件函数
– .release关闭文件函数
• 这里在必选之外使用参数（为了介绍接下来的GPIO的操作）
– .unlocked_ioctl对GPIO的操作，应用向底层驱动传值
• 驱动代码，在probe_linux_module基础上写devicenode_linux_module驱动
–写代码的时候，注意一下函数调用顺序
• 编译，在开发板上加载驱动生成设备节点
– 在/dev中查看是否生成了设备节点
#include <linux/module.h> #include <linux/init.h> /* device register header file, include device and driver struct * register and remove function */ #include <linux/platform_device.h> /* register misc device header file */ #include <linux/miscdevice.h> /* register deivce node file operations struct */ #include <linux/fs.h> #define DRIVER_NAME "hello_ctl" #define DEVICE_NAME "hello_ctl123" MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); MODULE_AUTHOR("TOPEET"); static int hello_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_EMERG "hello open\n"); return 0; } static int hello_release(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_EMERG "hello release\n"); return 0; } static long hello_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd ,unsigned long arg) { printk(KERN_EMERG "cmd is %u, arg is %lu\n", cmd, arg); return 0; } static struct file_operations hello_ops = { .owner = THIS_MODULE, .open = hello_open, .release = hello_release, .unlocked_ioctl = hello_ioctl, }; static struct miscdevice hello_dev = { .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, .name = DEVICE_NAME, .fops = &hello_ops, }; static int hello_probe(struct platform_device *pdv) { printk(KERN_EMERG "\tinitialized\n"); misc_register(&hello_dev); return 0; } static int hello_remove(struct platform_device *pdv) { printk(KERN_EMERG "\tremove\n"); misc_deregister(&hello_dev); return 0; } static void hello_shutdown(struct platform_device *pdv) { } static int hello_suspend(struct platform_device *pdv, pm_message_t state) { return 0; } static int hello_resume(struct platform_device *pdv) { return 0; } struct platform_driver hello_driver = { .probe = hello_probe, .remove = hello_remove, .shutdown = hello_shutdown, .suspend = hello_suspend, .resume = hello_resume, .driver = { .name = DRIVER_NAME, .owner = THIS_MODULE, } }; static int hello_init(void) { int DriverState; printk(KERN_EMERG "Hello world enter!\n"); DriverState = platform_driver_register(&hello_driver); printk(KERN_EMERG "\tDriverState is %d\n", DriverState); return 0; } static void hello_exit(void) { printk(KERN_EMERG "Hello world exit!\n"); platform_driver_unregister(&hello_driver); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
加载后显示：
[root@iTOP-4412]# insmod devicenode_linux_module.ko [15524.506581] Hello world enter! [15524.508471] initialized [15524.529368] DriverState is 0 [root@iTOP-4412]# ls /dev/hello_ctl123 -l crw-rw---- 1 root 0 10, 46 Aug 8 06:52 /dev/hello_ctl123 [root@iTOP-4412]# rmmod devicenode_linux_module [15533.155158] Hello world exit! [15533.156749] remove
三、编写简单应用调用驱动
– 调用HELLO_CTL123设备节点
头文件
• 打印头文件
– include <stdio.h>调用打印函数printf
• 应用中调用文件需要的头文件
– #include <sys/types.h>基本系统数据类型。系统的基本数据类型在 32 编译环境中保持为 32 位值,并会在 64 编译环境中增长为 64 位值。
– #include <sys/stat.h>系统调用函数头文件。可以调用普通文件，目录，管道，socket，字符，块的属性
– #include <fcntl.h>定义了open函数
– #include <unistd.h>定义了close函数
– #include <sys/ioctl.h>定义了ioctl函数
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int fd; char *hello_node = "/dev/hello_ctl123"; /* O_RDWR只读打开, O_NDELAY非阻塞方式 */ fd = open(hello_node, O_RDWR|O_NDELAY); if(fd < 0) { printf("APP open %s failed\n", hello_node); exit(EXIT_FAILURE); } else { printf("APP open %s success\n", hello_node); ioctl(fd, 1, 6); } close(fd); }
• 调用的头文件是和编译器放在一起的
– 这里使用arm2009q3编译器，编译器使用arm-none-linux-gnueabi-gcc
• 在编译器目录下使用查找命令找到该头文件
– 例如#find ./ -name types.h
• 调用的函数
– open函数是返回文件描述符
– ioctl函数是应用向驱动传值
– close函数是关闭打开的文件
• 编写应用程序的代码，编译
arm-none-linux-gnueabi-gcc -o invoke_hello invoke_hello.c -static
• 开发板中加载devicenode_linux_module驱动，运行应用
测试结果：
[root@iTOP-4412]# ./invok_hello [ 2550.203458] hello open [ 2550.204809] cmd is 1, arg is 6 [ 2550.207503] hello release APP open /dev/hello_ctl123 success [root@iTOP-4412]
