MISC杂项驱动实验

一、简介

　　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。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。

　　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。

　　对于MISC驱动，我们需要向 Linux 注册一个 miscdevice 设备，miscdevice是一个结构体，定义在/include/linux/miscdevice.h 中。

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;
};

在miscdevice结构体的众多成员变量中，我们定义一个 MISC 设备(miscdevice 类型)只需要关注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。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。

二、实验内容

　　以蜂鸣器为例，最终实现蜂鸣器驱动的安装并通过应用调用使得蜂鸣器鸣叫。

a.实验步骤

（1）修改设备树文件（linux/arch/arm/boot/dts/imx6ull-alientek-emmc.dts）

/*测试节点 beep*/
beep{
	#address-cells = <1>;
	#size-cells =<1>;
	compatible = "alientek-beep";
	pinctrl-names ="default";
	pinctrl-0 =  <&pinctrl_beep>;
	beep-gpios = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
	status = "okay";
};

（2）编写驱动入口、出口函数，注册platform驱动　

static int __init miscbeep_init(void)
{
　　return platform_driver_register(&miscbeep_driver);//向内核注册miscbeep_driver驱动
}
static void __exit miscbeep_exit(void)
{
　　platform_driver_unregister(&miscbeep_driver);
}
module_init(miscbeep_init);
module_exit(miscbeep_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("dongdong");

（3）我们需要查找到设备树里面的beep相关属性

　　我们采用OF类型匹配来匹配驱动和设备。编写platform_driver 结构体，其中主要是设置of_match_table匹配表。

of_match_table保存着驱动的compatible匹配表。设备树中的每个设备节点的 compatible 属性会和 of_match_table 表中的所有成员比较，查看是否有相同的条目，如果有的话就表示设备和此驱动匹配，设备和驱动匹配成功以后 probe 函数

就会执行。每个of_match_table 匹配表都为of_device_id结构体类型，为结构体数组。

/*platform匹配表*/
static const struct of_device_id beep_of_match[]={
	{.compatible = "alientek-beep"},//主要是根据compatible属性查找

};
/*platform*/
static struct platform_driver miscbeep_driver = {
	.driver={
		.name = "imx6ull-beep",
		.of_match_table = beep_of_match,/*platform匹配表*/
	},
	.probe = miscbeep_probe,
	.remove = miscbeep_remove,
};

　（4）当驱动和设备匹配成功以后就会执行 probe 函数、当注销驱动模块的时候 remove 函数就会执行。接下来编写probe、remove函数。前面我们查找到了设备树里面的beep设备，现在我们要为beep设备创建节点，获取beep设备硬件IO，设置IO输出，至此我们成功利用platform驱动注册了名为miscbeep的设备驱动。此时我们可以安装和卸载miscbeep驱动了！MISC驱动注册很简单，只需要使用misc_register函数就可以了。

 

可以观察到主设备号为10。

 

/*MISC驱动 mcsidevice结构体变量 以及 file_operations操作结构体*/

struct file_operations miscbeep_fops ={
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = miscbeep_open,
	.release = miscbeep_release,
	.read = miscbeep_read,
	.write =miscbeep_write,
};

static struct miscdevice beep_miscdev={
	.minor = MISCBEEP_MINOR,
	.name = MISCBEEP_NAME,
	.fops = &miscbeep_fops,
};

　/*beep结点相关属性*/　

struct miscbeep_dev{
struct device_node *nd;
int beep_gpio;

};

struct miscbeep_dev miscbeep;

/*probe函数*/
static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev)
{
	int ret=0;
	/*gpio*/
	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;
		goto fail_findgpio;	
	}
	ret = gpio_request(miscbeep.beep_gpio,"beep-gpio");
	if(ret)
	{
		printk("can't request %d gpio",miscbeep.beep_gpio);
		goto fail_findgpio;	
	}
	ret = gpio_direction_output(miscbeep.beep_gpio,1);
	if(ret<0)
	{
		goto fail_setoutput;
	}
	/*misc驱动注册*/
	ret  = misc_register(&beep_miscdev);
	if(ret<0)
	{
		goto fail_setoutput;
	}
	return 0;
fail_setoutput:
	gpio_free(miscbeep.beep_gpio);
fail_findgpio:
	return ret;
	
}
/*remove函数*/
static int miscbeep_remove(struct platform_device *dev)
{
	gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio,1);
	gpio_free(miscbeep.beep_gpio);
	misc_deregister(&beep_miscdev);
	return 0;
}

（5)接下来编写设备的具体操作函数。file_operations 结构体就是设备的具体操作函数。这是内核里面与用户对接的函数。比如write函数可以接收来自用户的数据。

/*
 * @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		: 从设备读取数据
 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf 	: 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt 	: 要读取的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t miscbeep_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	struct miscbeep *dev = (struct miscbeep *)filp->private_data;

	int retvalue = 0;

	/* 向用户空间发送数据 */
	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)
{
	struct miscbeep *dev = (struct miscbeep *)filp->private_data;

	int retvalue = 0;
	unsigned char state;
	unsigned char databuf[1]; //存储beep开关的数据
	/* 接收用户空间传递给内核的数据并且打印出来 */
	retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
	if (retvalue < 0)
	{
		return -EFAULT;
	}
	if(databuf[0]==BEEP_ON)
	{
		gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio,0);
	}else if(databuf[0]==BEEP_OFF)
	{
		gpio_set_value(miscbeep.beep_gpio,1);
	}


	return 0;
}
/*
 * @description		: 关闭/释放设备
 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int miscbeep_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	struct miscbeep *dev = (struct miscbeep *)filp->private_data;
	return 0;
}

　（6）编写应用APP，安装驱动，运行APP，测试beep。

#include "stdio.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名		: miscbeepAPP.c
作者	  	: study from 正点原子
版本	   	: V1.0
描述	   	: led驱测试APP。
其他	   	: 使用方法：./miscbeepAPP/dev/miscbeep   <0>|<1>

			 0：open

			 1：close
***************************************************************/
#define BEEP_OFF 1
#define BEEP_ON 0
/*
 * @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;
	char *filename;
	if(argc != 3) //检查传入参数个数是否正确
	{
		printf("useage error\r\n");
　　　　　　	return -1;
	}
	int ret = 0;
	char readbuf[100];
	char writebuf[1];
	/*打开文件*/
	filename = argv[1];
	fd = open(filename, O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open file %s\r\n", filename);
		return -1;
	}
	/*写文件*/
	writebuf[0] = atoi(argv[2]);//将字符转换成数字 
	ret = write(fd, writebuf, sizeof(writebuf)); /* 要执行的操作：打开或关闭 */
	if (ret < 0)
	{
		printf("can't write file %s\r\n", filename);
		return -1;
	}
	else
	{
		ret = close(fd);
		if (ret < 0)
		{
			printf("can't close file %s\r\n", filename);
			return -1;
		}
	}
	return 0; //表示返回成功
}

实验结果