1 什么是混杂设备
在Linux驱动中，会把一些无法归类的设备定义为混杂设备——misc（在文件drivers/char/misc.c中实现），它们是拥有着共同的特性的简单字符设备（也就是说本质上是字符设备），它们的特点是共享统一的主设备号10，但每个设备可以选择一个单独的次设备号。如果一个字符设备驱动要驱动多个设备，那么它就不应该用misc设备来实现。通常情况下，一个字符设备都不得不在初始化的过程中进行下面的步骤：
通过alloc_chrdev_region()分配主/次设备号。
使用cdev_init()和cdev_add()来以一个字符设备注册自己。
而一个misc驱动，则可以只用一个调用misc_register()来完成这所有的步骤。
所有的miscdevice设备形成一个链表，对设备访问时，内核根据次设备号查找对应的miscdevice设备，然后调用其file_operations中注册的文件操作方法进行操作。
在Linux内核中，使用struct miscdevice来表示miscdevice。这个结构体的定义为：
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;
};
minor是这个混杂设备的次设备号，若由系统自动配置，则可以设置为MISC_DYNANIC_MINOR，name是设备名。
每一个misc驱动会自动出现在/sys/class/misc下，而不需要驱动程序作者明确的去做。
2 混杂设备的API
包含头文件
#include<linux/miscdevice.h>
建一个miscdevice结构体
static struct miscdevice misc = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = DEVICE_NAME,
.fops = &dev_fops,
};
在驱动函数初始化中注册这个混杂设备
misc_register(&misc);
驱动卸载时，注销这个设备
misc_deregister(&misc);
混杂设备miscdevice说明
miscdevice结构体
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;
};
设备注册和注销
extern int misc_register(struct miscdevice * misc);
extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);
函数具体实现在/drivers/char/misc.c
在misc_init()函数中
调用class_create()函数创建了一个名misc的类，注册了一个主设备号为10，设备名为misc的字符设备。
misc_register()函数用于注册一个混杂设备，其主设备号为10，如果次设备号指定为MISC_DYNAMIC_MINOR将由系统去指定一个次设备号，调用device_create创建设备节点。
misc_deregister用于注销这个混杂设备，其中调用了device_destroy删除设备节点。
3 混杂设备驱动实例
LED驱动程序可以用作一个典型的混杂设备，下面就简单的看一份代码来学习一下混杂设备驱动代码的编写：
/*
* ioctl 控制 LED
* 使用库函数，非操作寄存器，没有重映射地址
* 使用混杂设备驱动
*/
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/pci.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/unistd.h>
#define DEVICE_NAME "GPIO_Control_LED"
#define LED_NUM 4
/* 定义幻数 */
#define LED_IOC_MAGIC 'L'
/* 定义命令 */
#define IOCTL_GPIO_ON _IOR(LED_IOC_MAGIC,1,int) //从用户空间读
#define IOCTL_GPIO_OFF _IOR(LED_IOC_MAGIC,2,int)
#define IOCTL_GPIO_GET_STATE _IOWR(LED_IOC_MAGIC,3,int) //向用户空间写
//最大命令数
#define LED_IOC_MAXNR 3
//IO 口
static unsigned long gpio_table [] =
{
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB7,
S3C2410_GPB8,
};
//IO口 配置
static unsigned int gpio_cfg_table [] =
{
S3C2410_GPB5_OUTP,
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB7_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
};
static int tq2440_gpio_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
static int pin_state=0;
static int ret = 0;
static int ioarg = 0;
static int err = 0;
/* 检测命令的有效性 */
if (_IOC_TYPE(cmd) != LED_IOC_MAGIC)
return -EINVAL;
if (_IOC_NR(cmd) > LED_IOC_MAXNR)
return -EINVAL;
/* 根据命令类型，检测参数空间是否可以访问 */
if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ) //如果是读命令，则判断是否可以向用户空间 写
err = !access_ok(VERIFY_WRITE, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
else if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
err = !access_ok(VERIFY_READ, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
if (err)
return -EFAULT;
/* 根据命令，来选择执行哪个分支，并根据传入的参数打开、关闭或得到某个灯的状态 */
switch(cmd)
{
case IOCTL_GPIO_ON:
ret = __get_user(ioarg, (int *)arg);
printk("SET the LED %d to ON \n",ioarg);
s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[ioarg], 0);
return 0;
case IOCTL_GPIO_OFF:
ret = __get_user(ioarg, (int *)arg);
printk("SET the LED %d to OFF \n",ioarg);
s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[ioarg], 1);
return 0;
case IOCTL_GPIO_GET_STATE:
ret = __get_user(ioarg, (int *)arg);
pin_state=s3c2410_gpio_getpin(gpio_table[ioarg]);
ret = __put_user(pin_state, (int *)arg);
printk("IN KERNEL ---===>>> I got the stat of pin is %d \n",pin_state);
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
static struct file_operations dev_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = tq2440_gpio_ioctl,
};
/* 这个函数是混杂设备的关键函数，用以注册混杂设备 */
static struct miscdevice misc = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, //自动分配次设备号
.name = DEVICE_NAME,
.fops = &dev_fops, //关联你的操作函数
};
static int __init dev_init(void)
{
int ret;
int i;
for (i = 0; i < LED_NUM; i++)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(gpio_table[i], gpio_cfg_table[i]);
s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[i], 1); //开始时LED全亮
}
ret = misc_register(&misc); //混杂设备驱动注册
printk ("%s initialized ---===>>>\n",DEVICE_NAME);
return ret;
}
static void __exit dev_exit(void)
{
misc_deregister(&misc);
printk ("%s UNloaded ---===>>>\n",DEVICE_NAME);
}
module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("GPIO control for My 2440 Board");
