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11. 混杂设备 miscdevice 字符设备号10

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发表于 2015-10-2 00:01:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 master 于 2015-12-22 16:17 编辑

在Linux系统中,存在一类字符设备,它们共享一个主设备号(10),但次设备号不同,我们称这类设备为混杂设备(miscdevice)。
所有的混杂设备形成一个链表,对设备访问时内核根据次设备号查找到相应的miscdevice设备。


Linux内核使用struct miscdevice来描述一个混杂设备。
    struct miscdevice {
        int minor; /* 次设备号*/
        const char *name; /* 设备名*/
        const struct file_operations *fops; /*文件操作*/
        struct list_head list;
        struct device *parent;
        struct device *this_device;
    };


Linux内核使用misc_register函数来注册一个混杂设备驱动。
    int misc_register(struct miscdevice * misc)
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 楼主| 发表于 2015-12-22 16:18:09 | 显示全部楼层
leds_misc.c
  1. #include <linux/miscdevice.h>
  2. #include <linux/delay.h>
  3. #include <asm/irq.h>
  4. #include <linux/kernel.h>
  5. #include <linux/module.h>
  6. #include <linux/init.h>
  7. #include <linux/mm.h>
  8. #include <linux/fs.h>
  9. #include <linux/types.h>
  10. #include <linux/delay.h>
  11. #include <linux/moduleparam.h>
  12. #include <linux/slab.h>
  13. #include <linux/errno.h>
  14. #include <linux/ioctl.h>
  15. #include <linux/cdev.h>
  16. #include <linux/string.h>
  17. #include <linux/list.h>
  18. #include <linux/pci.h>
  19. #include <asm/uaccess.h>
  20. #include <asm/atomic.h>
  21. #include <asm/unistd.h>
  22. #include <asm/io.h>
  23. #include <asm/uaccess.h>

  24. #include <linux/version.h>
  25. #if LINUX_VERSION_CODE > KERNEL_VERSION(3, 3, 0)
  26.         #include <asm/switch_to.h>
  27. #else
  28.         #include <asm/system.h>
  29. #endif
  30. #include <linux/slab.h>

  31. #include "memdev.h"
  32. #define DEVICE_NAME "leds"

  33. /*
  34. 测试:
  35. ls -l /dev/* | grep leds
  36. crw-------  1 root root     10,  54 12??? 22 10:54 /dev/leds
  37. lrwxrwxrwx 1 root root  7 12??? 22 10:54 10:54 -> ../leds
  38. */

  39. //static int leds_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  40. static long leds_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  41. {
  42.         /* 检测命令的有效性 */
  43.         if (_IOC_TYPE(cmd) != MEMDEV_IOC_MAGIC)
  44.                       return -EINVAL;
  45.           if (_IOC_NR(cmd) > MEMDEV_IOC_MAXNR)
  46.                       return -EINVAL;
  47.       
  48.           /* 根据命令,执行相应的操作 */
  49.         switch(cmd) {
  50.                 case MEMDEV_IOCOFF:
  51.                         return 0;
  52.                        
  53.                 case MEMDEV_IOCON:
  54.                         return 0;
  55.                        
  56.                 default:
  57.                         return -EINVAL;
  58.         }
  59. }

  60. /*文件操作结构体*/
  61. static struct file_operations dev_fops = {
  62.         .owner        =        THIS_MODULE,
  63.         //.ioctl        =        leds_ioctl,
  64.         .unlocked_ioctl        =        leds_ioctl,
  65. };

  66. static struct miscdevice misc = {
  67.         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, //自动取得
  68.         .name = DEVICE_NAME,
  69.         .fops = &dev_fops,
  70. };

  71. static int __init dev_init(void)
  72. {
  73.         int ret;
  74.        
  75.         /*注册混杂型字符设备驱动*/
  76.         ret = misc_register(&misc);

  77.         printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

  78.         return ret;
  79. }

  80. static void __exit dev_exit(void)
  81. {
  82.         /*注销混杂型字符设备驱动*/
  83.         misc_deregister(&misc);
  84. }

  85. module_init(dev_init);
  86. module_exit(dev_exit);

  87. MODULE_AUTHOR("David Xie");
  88. MODULE_LICENSE("GPL");

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 楼主| 发表于 2015-12-22 16:18:44 | 显示全部楼层
memdev.h
  1. #ifndef _MEMDEV_H_
  2. #define _MEMDEV_H_

  3. #include <linux/ioctl.h>

  4. /* 定义幻数 */
  5. #define MEMDEV_IOC_MAGIC  'k'

  6. /* 定义命令 */
  7. #define MEMDEV_IOCON   _IO(MEMDEV_IOC_MAGIC, 1)
  8. #define MEMDEV_IOCOFF _IO(MEMDEV_IOC_MAGIC, 2)

  9. #define MEMDEV_IOC_MAXNR 2

  10. #endif /* _MEMDEV_H_ */
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 楼主| 发表于 2015-12-22 16:22:30 | 显示全部楼层
4412_leds_misc.c
  1. #include <linux/kernel.h>
  2. #include <linux/module.h>
  3. #include <linux/miscdevice.h>
  4. #include <linux/fs.h>
  5. #include <linux/types.h>
  6. #include <linux/moduleparam.h>
  7. #include <linux/slab.h>
  8. #include <linux/ioctl.h>
  9. #include <linux/cdev.h>
  10. #include <linux/delay.h>

  11. #include <linux/gpio.h>
  12. #include <mach/gpio.h>
  13. #include <plat/gpio-cfg.h>


  14. #define DEVICE_NAME "4412_leds_misc"

  15. /*
  16. I/O端口的寄存器:
  17. GPxCON用于设置端口功能(00 表示输入、01表示输出、10表示特殊功能、11 保留不用)
  18. GPxDAT 用于读/写数据,
  19. GPxUP 用于决定是否使用内部上拉电阻(某位为0 时,相应引脚无内部上拉;为1时,相应引脚使用内部上拉)。

  20. gpio_request
  21. gpio_set_value
  22. gpio_free

  23. s3c_gpio_cfgpin

  24. s3c2410_gpio_cfgpin
  25. s3c2410_gpio_setpin
  26. */
  27. static int led_gpios[] = {
  28.         EXYNOS4X12_GPM4(0),
  29.         EXYNOS4X12_GPM4(1),
  30.         EXYNOS4X12_GPM4(2),
  31.         EXYNOS4X12_GPM4(3),
  32. };

  33. #define LED_NUM                ARRAY_SIZE(led_gpios)

  34. static long tiny4412_leds_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  35. {
  36.         switch(cmd) {
  37.                 case 0:
  38.                 case 1:
  39.                         if (arg > LED_NUM) {
  40.                                 return -EINVAL;
  41.                         }

  42.                         gpio_set_value(led_gpios[arg], !cmd);
  43.                         //printk(DEVICE_NAME": %d %d\n", arg, cmd);
  44.                         break;

  45.                 default:
  46.                         return -EINVAL;
  47.         }

  48.         return 0;
  49. }

  50. static struct file_operations tiny4412_led_dev_fops = {
  51.         .owner                        = THIS_MODULE,
  52.         .unlocked_ioctl        = tiny4412_leds_ioctl,
  53. };

  54. static struct miscdevice tiny4412_led_dev = {
  55.         .minor                        = MISC_DYNAMIC_MINOR,
  56.         .name                        = DEVICE_NAME,
  57.         .fops                        = &tiny4412_led_dev_fops,
  58. };

  59. static int __init tiny4412_led_dev_init(void) {
  60.         int ret;
  61.         int i;

  62.         for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
  63.                 ret = gpio_request(led_gpios[i], "LED");
  64.                 if (ret) {
  65.                         printk("%s: request GPIO %d for LED failed, ret = %d\n", DEVICE_NAME, led_gpios[i], ret);
  66.                         return ret;
  67.                 }

  68.                 s3c_gpio_cfgpin(led_gpios[i], S3C_GPIO_OUTPUT);
  69.                 gpio_set_value(led_gpios[i], 1);
  70.         }

  71.         ret = misc_register(&tiny4412_led_dev);

  72.         printk(DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

  73.         return ret;
  74. }

  75. static void __exit tiny4412_led_dev_exit(void) {
  76.         int i;

  77.         for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
  78.                 gpio_free(led_gpios[i]);
  79.         }

  80.         misc_deregister(&tiny4412_led_dev);
  81. }

  82. module_init(tiny4412_led_dev_init);
  83. module_exit(tiny4412_led_dev_exit);

  84. MODULE_LICENSE("GPL");
  85. MODULE_AUTHOR("Dick Tsang");
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 楼主| 发表于 2015-12-22 16:23:17 | 显示全部楼层
led.c
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <unistd.h>
  4. #include <sys/ioctl.h>
  5. #include <sys/types.h>
  6. #include <sys/stat.h>
  7. #include <fcntl.h>

  8. int main(int argc, char **argv)
  9. {
  10.         int on;
  11.         int led_no;
  12.         int fd;

  13.         if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||
  14.                         on < 0 || on > 1 || led_no < 0 || led_no > 3) {
  15.                 fprintf(stderr, "Usage: leds led_no 0|1\n");
  16.                 exit(1);
  17.         }

  18.         fd = open("/dev/4412_leds_misc0", 0);
  19.         if (fd < 0) {
  20.                 fd = open("/dev/4412_leds_misc", 0);
  21.         }
  22.         if (fd < 0) {
  23.                 perror("open device leds");
  24.                 exit(1);
  25.         }

  26.         ioctl(fd, on, led_no);
  27.         close(fd);

  28.         return 0;
  29. }
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