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Linux MISC 驱动实验-基于正点原子IMX6ULL开发板

时间：2018-09-16 20:25:36

misc 的意思是混合、杂项的，因此 MISC 驱动也叫做杂项驱动，也就是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。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，本实验我们就来学习一下 MISC 驱动的编写。

1 MISC 设备驱动简介

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。我们需要向 Linux 注册一个 miscdevice 设备，miscdevice是一个结构体，定义在文件include/linux/miscdevice.h 中，内容如下：

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;};

定义一个 MISC 设备(miscdevice 类型)以后我们需要设置 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，如下所示：

#define PSMOUSE_MINOR1#define MS_BUSMOUSE_MINOR2/* unused */#define ATIXL_BUSMOUSE_MINOR3/* unused *//*#define AMIGAMOUSE_MINOR4FIXME OBSOLETE */#define ATARIMOUSE_MINOR5/* unused */#define SUN_MOUSE_MINOR6/* unused */#define APOLLO_MOUSE_MINOR7/* unused */#define PC110PAD_MINOR9/* unused *//*#define ADB_MOUSE_MINOR10FIXME OBSOLETE */#define WATCHDOG_MINOR130/* Watchdog timer*/#define TEMP_MINOR131/* Temperature Sensor */#define RTC_MINOR135#define EFI_RTC_MINOR136/* EFI Time services */#define VHCI_MINOR137#define SUN_OPENPROM_MINOR139#define DMAPI_MINOR140/* unused */#define NVRAM_MINOR144#define SGI_MMTIMER153#define STORE_QUEUE_MINOR155/* unused */#define I2O_MINOR166#define MICROCODE_MINOR184#define VFIO_MINOR196#define TUN_MINOR200#define CUSE_MINOR203#define MWAVE_MINOR219/* ACP/Mwave Modem */#define MPT_MINOR220#define MPT2SAS_MINOR221#define MPT3SAS_MINOR222#define UINPUT_MINOR223#define MISC_MCELOG_MINOR227#define HPET_MINOR228#define FUSE_MINOR229#define KVM_MINOR232#define BTRFS_MINOR234#define AUTOFS_MINOR235#define MAPPER_CTRL_MINOR236#define LOOP_CTRL_MINOR237#define VHOST_NET_MINOR238#define UHID_MINOR239#define MISC_DYNAMIC_MINOR255

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。

当设置好 miscdevice 以后就需要使用 misc_register 函数向系统中注册一个 MISC 设备，此函数原型如下：

int misc_register(struct miscdevice * misc)

函数参数和返回值含义如下：

misc：要注册的 MISC 设备。

返回值：负数，失败；0，成功。

以前我们需要自己调用一堆的函数去创建设备，比如在以前的字符设备驱动中我们会使用如下几个函数完成设备创建过程：

1 alloc_chrdev_region(); /* 申请设备号 */2 cdev_init(); /* 初始化 cdev */3 cdev_add(); /* 添加 cdev */4 class_create(); /* 创建类 */5 device_create(); /* 创建设备 */

现在我们可以直接使用 misc_register 一个函数来完成示例代码中的这些步骤。当我们卸载设备驱动模块的时候需要调用 misc_deregister 函数来注销掉 MISC 设备，函数原型如下：

int misc_deregister(struct miscdevice *misc)

函数参数和返回值含义如下：

misc：要注销的 MISC 设备。

返回值：负数，失败；0，成功。

以前注销设备驱动的时候，我们需要调用一堆的函数去删除此前创建的 cdev、设备等等内容，如下所示：

1 cdev_del(); /* 删除 cdev */2 unregister_chrdev_region(); /* 注销设备号 */3 device_destroy(); /* 删除设备 */4 class_destroy(); /* 删除类 */

现在我们只需要一个 misc_deregister 函数即可完成示例代码中的这些工作。关于MISC 设备驱动就讲解到这里，接下来我们就使用 platform 加 MISC 驱动框架来编写 beep 蜂鸣器驱动。

2 硬件原理图分析

3 实验程序编写

3.1 修改设备树

1、添加 pinctrl 节点

在设备树 iomuxc 节点的 imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_beep”的子节点

pinctrl_beep: beepprp{fsl,pins = <MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 0x10b0>;

2、添加 BEEP 设备节点

在设备树根节点“/”下创建 BEEP 节点，节点名为“beep”，节点内容如下：

beep{compatible = "alientek,beep";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_beep>;beep-gpios = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;status= "okay";};

3.2 蜂鸣器驱动程序编写

新建工程，在 beep.c 驱动文件里面输入如下内容

#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/init.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/uaccess.h>#include <linux/io.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/device.h>#include <linux/of.h>#include <linux/of_address.h>#include <linux/of_irq.h>#include <linux/gpio.h>#include <linux/of_gpio.h>#include <linux/string.h>#include <linux/irq.h>#include <asm/mach/map.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/io.h>#include <linux/interrupt.h>#include <linux/poll.h>#include <linux/fcntl.h>#include <linux/ide.h>#include <linux/platform_device.h>#include <linux/miscdevice.h>#define MISCBEEP_NAME "miscbeep"#define MISCBEEP_MINOR 144#define BEEPOFF 0#define BEEPON 1/* miscbeep设备结构体 */struct miscbeep_dev{struct device_node *nd; /* 设备节点 */int beep_gpio;/* beep gpio */};struct miscbeep_dev miscbeep;static int miscbeep_open(struct inode *inode, struct file *filp){filp->private_data = &miscbeep;return 0;}static int miscbeep_release(struct inode *inode, struct file *filp){return 0;}static ssize_t miscbeep_write(struct file *filp, const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos){int ret;unsigned char databuf[1];struct miscbeep_dev *dev = filp->private_data;ret = copy_from_user(databuf, buf, count);if (ret < 0){return -EINVAL;}if (databuf[0] == BEEPON){gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0); /* 打开锋鸣器 */}else if (databuf[0] == BEEPOFF){gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1); /* 关闭锋鸣器 */}return 0;}/* 设备操作函数 */struct file_operations miscbeep_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = miscbeep_open,.release = miscbeep_release,.write = miscbeep_write,};/* miscdevice结构体 */static struct miscdevice beep_miscdev = {.minor = MISCBEEP_MINOR,.name = MISCBEEP_NAME,.fops = &miscbeep_fops,};/* probe函数 */static int miscbeep_probe(struct platform_device *dev){int ret = 0;/* 1、初始化锋鸣器IO */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!\r\n", miscbeep.beep_gpio);ret = -EINVAL;goto fail_findgpio;}ret = gpio_direction_output(miscbeep.beep_gpio, 1); /* 输出，默认高电平 */if (ret < 0){goto fail_setoutput;}/* 2、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); /* 拉高，关闭BEEP */gpio_free(miscbeep.beep_gpio); /* 释放GPIO */misc_deregister(&beep_miscdev);return 0;}/* platform匹配表 */static const struct of_device_id beep_of_match[] = {{.compatible = "alientek,beep"},{/* Sentinel */},};/* platform */static struct platform_driver miscbeep_driver = {.driver = {.name = "imx6ul-beep",.of_match_table = beep_of_match, /* 设备树匹配表 */},.probe = miscbeep_probe,.remove = miscbeep_remove,};/* 驱动入口函数 */static int __init miscbeep_init(void){return platform_driver_register(&miscbeep_driver);}/* 驱动出口函数 */static void __exit miscbeep_exit(void){platform_driver_unregister(&miscbeep_driver);}module_init(miscbeep_init);module_exit(miscbeep_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("supersmart");

测试程序beepApp.c程序如下所示

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>/**argc:应用程序参数个数*argv[]:具体的参数内容，字符串形式 *./beepAPP <filename> <0:1> 0表示关闭蜂鸣器，1表示打开蜂鸣器* ./beepAPP /dev/miscbeep 0 关蜂鸣器* ./beepAPP /dev/miscbeep 1 开蜂鸣器*/#define BEEPOFF 0#define BEEPON 1int 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);if(fd < 0) {printf("file %s open failed!\r\n", filename);return -1;}databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 将字符转换为数字 */retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));if(retvalue < 0) {printf("LED Control Failed!\r\n");close(fd);return -1;}close(fd);return 0;}