Linux杂项设备驱动
一、Linux杂项设备驱动简介
Linux杂项驱动出现的意义在于:有很多简单的外围字符设备,它们功能相对简单,一个设备占用一个主设备号对于内核资源来说太浪费。
所以对于这些简单的字符设备它们共用一个主设备号,不同的设备使用不同的次设备号.
杂项驱动特点:
主设备号相同,次设备号不同
在文件系统中自动生成设备节点
杂项设备描述结构体
struct miscdevice {
int minor;//次设备号
const char *name;//设备的名字
const struct file_operations *fops;//设备的操作函数集
struct list_head list;//将miscdevice串成链表使用
struct device *parent;//父设备(设备模型有关)
struct device *this_device;//代表自己的设备(设备模型有关)
};
杂项设备驱动基本原理:
/devices/char/misc.c
static LIST_HEAD(misc_list);//保存所有注册的杂项设备的链表头
static DEFINE_MUTEX(misc_mtx);
#define DYNAMIC_MINORS 64 //最大可注册的杂项设备数目
static unsigned char misc_minors[DYNAMIC_MINORS/8];//杂项设备位图,每位代表该对应的次设备号是否使用
杂项设备注册过程:
(1)在misc_minors[DYNAMIC_MINORS/8]找一个未使用的次设备号
(2)将新的杂项设备挂在misc_list链表中
(3)根据设备号(主设备10+次设备号)新建设备
杂项设备调用过程:
(1)应用程序打开杂项设备节点
(2)根据设备的主设备号得出是杂项设备,调用杂项设备的misc_open
(3)在misc_open中根据次设备号在misc_list链表中找出设备
(4)将设备的fops赋值给文件结构体struct file * file
http://blog.csdn.net/sking002007/article/details/6593809
Linux杂项驱动出现的意义在于:有很多简单的外围字符设备,它们功能相对简单,一个设备占用一个主设备号对于内核资源来说太浪费。
所以对于这些简单的字符设备它们共用一个主设备号,不同的设备使用不同的次设备号.
杂项驱动特点:
主设备号相同,次设备号不同
在文件系统中自动生成设备节点
杂项设备描述结构体
struct miscdevice {
int minor;//次设备号
const char *name;//设备的名字
const struct file_operations *fops;//设备的操作函数集
struct list_head list;//将miscdevice串成链表使用
struct device *parent;//父设备(设备模型有关)
struct device *this_device;//代表自己的设备(设备模型有关)
};
杂项设备驱动基本原理:
/devices/char/misc.c
static LIST_HEAD(misc_list);//保存所有注册的杂项设备的链表头
static DEFINE_MUTEX(misc_mtx);
#define DYNAMIC_MINORS 64 //最大可注册的杂项设备数目
static unsigned char misc_minors[DYNAMIC_MINORS/8];//杂项设备位图,每位代表该对应的次设备号是否使用
杂项设备注册过程:
(1)在misc_minors[DYNAMIC_MINORS/8]找一个未使用的次设备号
(2)将新的杂项设备挂在misc_list链表中
(3)根据设备号(主设备10+次设备号)新建设备
杂项设备调用过程:
(1)应用程序打开杂项设备节点
(2)根据设备的主设备号得出是杂项设备,调用杂项设备的misc_open
(3)在misc_open中根据次设备号在misc_list链表中找出设备
(4)将设备的fops赋值给文件结构体struct file * file
二、杂项设备原理分析
Linux杂项设备注册的使用了主设备号10,提供只有open函数,设备操作函数集的初始化就在该函数中完成。它主要是根据open函数
传递的struct inode * inode得到设备的次设备号,然后根据次设备号在misc_list链表中查询得到具体设备的操作函数集。
/devices/char/misc.c
static const struct file_operations misc_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = misc_open,
};
将杂项设备注册为字符驱动,主设备号为10,设备操作函数为misc_open
static int __init misc_init(void)
{
int err;
#ifdef CONFIG_PROC_FS
/*创建一个proc入口项*/
proc_create("misc", 0, NULL, &misc_proc_fops);
#endif
/*在/sys/class/目录下创建一个名为misc的类*/
misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
err = PTR_ERR(misc_class);
if (IS_ERR(misc_class))
goto fail_remove;
err = -EIO;
/*注册设备，其中设备的主设备号为MISC_MAJOR，为10。设备名为misc，misc_fops是操作函数的集合*/
if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops))
goto fail_printk;
return 0;
fail_printk:
printk("unable to get major %d for misc devices/n", MISC_MAJOR);
class_destroy(misc_class);
fail_remove:
remove_proc_entry("misc", NULL);
return err;
}
/*misc作为一个子系统被注册到linux内核中,系统开机后会自动调用misc_init*/
subsys_initcall(misc_init); static int misc_open(struct inode * inode, struct file * file)
{
int minor = iminor(inode);
struct miscdevice *c;
int err = -ENODEV;
const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;
lock_kernel();
mutex_lock(&misc_mtx);
list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {//取出misc_list链表中次设备号为minor的设备
if (c->minor == minor) {
new_fops = fops_get(c->fops);//获得该设备的操作函数集合
break;
}
}
if (!new_fops) {
mutex_unlock(&misc_mtx);
request_module("char-major-%d-%d", MISC_MAJOR, minor);
mutex_lock(&misc_mtx);
list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
if (c->minor == minor) {
new_fops = fops_get(c->fops);
break;
}
}
if (!new_fops)
goto fail;
}
err = 0;
old_fops = file->f_op; /*保存旧打开函数的地址*/
file->f_op = new_fops;//让设备的文件结构体中的操作函数指针指向设备的操作函数指针
if (file->f_op->open) {
err=file->f_op->open(inode,file);//调用设备的open函数
if (err) {
fops_put(file->f_op);
file->f_op = fops_get(old_fops);
}
}
fops_put(old_fops);
fail:
mutex_unlock(&misc_mtx);
unlock_kernel();
return err;
}int misc_register(struct miscdevice * misc)
{
struct miscdevice *c;
dev_t dev;
int err = 0;
INIT_LIST_HEAD(&misc->list);/*初始化misc_list链表*/
mutex_lock(&misc_mtx);
/*遍历misc_list链表，看这个次设备号以前有没有被用过，如果次设备号已被占有则退出*/
list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
if (c->minor == misc->minor) {
mutex_unlock(&misc_mtx);
return -EBUSY;
}
}
/*
*#define DYNAMIC_MINORS 64
*static unsigned char misc_minors[DYNAMIC_MINORS / 8];
*这里存在一个次设备号的位图，一共64位,下边是遍历每一位;
*如果这位为0，表示没有被占有，可以使用，为1表示被占用。
*/
if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) {
int i = DYNAMIC_MINORS;
while (--i >= 0)
if ( (misc_minors[i>>3] & (1 << (i&7))) == 0)
break;
if (i<0) {
mutex_unlock(&misc_mtx);
return -EBUSY;
}
misc->minor = i;//得到可用的次设备号
}
if (misc->minor < DYNAMIC_MINORS)
misc_minors[misc->minor >> 3] |= 1 << (misc->minor & 7);//设置位图中相应为1
dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);//计算出设备号
/*在/dev下创建设备节点，这就是有些驱动程序没有显式调用device_create，却出现了设备节点的原因*/
misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev, NULL,"%s", misc->name);
if (IS_ERR(misc->this_device)) {
err = PTR_ERR(misc->this_device);
goto out;
}
/*将这个miscdevice添加到misc_list链表中*/
list_add(&misc->list, &misc_list);
out:
mutex_unlock(&misc_mtx);
return err;
}int misc_deregister(struct miscdevice *misc)
{
int i = misc->minor;//取得设备此设备号
if (list_empty(&misc->list))
return -EINVAL;
mutex_lock(&misc_mtx);
list_del(&misc->list);//将misc从misc_list链表中取出
device_destroy(misc_class, MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor));//将/dev目录下的相应设备清除
if (i < DYNAMIC_MINORS && i>0) {
misc_minors[i>>3] &= ~(1 << (misc->minor & 7));//位图相应为置0
}
mutex_unlock(&misc_mtx);
return 0;
}#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
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#include
#include
#include
#define DEVICE_NAME "led_test"/*注册驱动时自动建立的设备名称*/
#define IOCTL_GPIO_ON 1
#define IOCTL_GPIO_OFF 0
/* 用来指定LED所用的GPIO引脚 */
static unsigned long gpio_table [] =
{
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB7,
S3C2410_GPB8,
};
/* 用来指定GPIO引脚的功能：输出 */
static unsigned int gpio_cfg_table [] =
{
S3C2410_GPB5_OUTP,
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB7_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
};
static int s3c2440_leds_open(struct inode *inode,struct file *filp)/*open函数实现的是led的灯的配置：输出*/
{
int i;
for(i=0;i<4;i++)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(gpio_table[i],gpio_cfg_table[i]);
}
return 0;
}
static int tq2440_gpio_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)/*实现的是led灯的控制*/
{
if (arg > 4)
{
return -EINVAL;
}
switch(cmd)
{
case IOCTL_GPIO_ON:
s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0); // 设置指定引脚的输出电平为0
return 0;
case IOCTL_GPIO_OFF:
s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);// 设置指定引脚的输出电平为1
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
/*驱动框架必备，file_operations 是包含了对这个设备所能进行的操作*/
static struct file_operations dev_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = tq2440_gpio_ioctl,
.open = s3c2440_leds_open,
};
/*驱动框架必备，驱动信息的打包，用于该驱动程序的注册*/
static struct miscdevice misc = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = DEVICE_NAME,
.fops = &dev_fops,
};
/*驱动框架必备，驱动初始化函数*/
static int __init dev_init(void)
{
int ret;
ret = misc_register(&misc);
printk (DEVICE_NAME" initialized\n");
return ret;
}
/*驱动框架必备，驱动退出函数*/
static void __exit dev_exit(void)
{
misc_deregister(&misc);
printk (DEVICE_NAME" is over!\n");
}
/*驱动框架必备，模块初始化入口函数*/
module_init(dev_init);
/*驱动框架必备，模块结束入口函数*/
module_exit(dev_exit);
/*驱动框架必备，通用公共许可*/
MODULE_LICENSE("GPL"); http://blog.csdn.net/sking002007/article/details/6593809