Liunx学习笔记实现一个misc设备驱动

系统环境如下：

                         ./+o+-       root@linux
                 yyyyy- -yyyyyy+      OS: Ubuntu 18.04 bionic
              ://+//////-yyyyyyo      Kernel: x86_64 Linux 5.0.6-laohu-v1.0
          .++ .:/++++++/-.+sss/`      Uptime: 1h 16m
        .:++o:  /++++++++/:--:/-      Packages: 2048
       o:+o+:++.`..```.-/oo+++++/     Shell: bash
      .:+o:+o/.          `+sssoo+/    Resolution: 2560x1080
 .++/+:+oo+o:`             /sssooo.   WM: GNOME Shell
/+++//+:`oo+o               /::--:.   WM Theme: Adwaita
\+/+o+++`o++o               ++////.   CPU: Intel Core i5-4308U @ 4x 3.3GHz [27.8°C]
 .++.o+++oo+:`             /dddhhh.   GPU: intel
      .+.o+oo:.          `oddhhhh+    RAM: 1798MiB / 3862MiB
       \+.++o+o``-````.:ohdhhhhh+    
        `:o+++ `ohhhhhhhhyo++os:     
          .o:`.syhhhhhhh/.oo++o`     
              /osyyyyyyo++ooo+++/    
                  ````` +oo+++o\:    
                         `oo++.

为什么要学习misc设备的编程?

因为，如果我们每个驱动设备都要像最初那样子去写一个字符设备驱动一样，要分配主设备号，次设备号，实现对应的文件操作函数等等的步骤，未免就有点多了，而且也不好记住它，为此，Linux内核提供了一系列偷懒的技巧，那就是实现了misc设备,其实misc设备，也算是字符设备，只不过对字符设备进行了封装，看看下面的介绍就知道了。

打开内核/include/linux/miscdevice.h 找到misc设备的结构体:

struct miscdevice  {
	//次设备号一般赋值为MISC_DYNAMIC_MINOR---->由内核自动去分配次设备号
	int minor;
	//misc设备的名称
	const char *name;
	//文件操作结构体
	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;
};

这里我只实现最简单的misc设备，只需要关注minor(次设备号),name(设备名称),fops(文件操作函数).
misc设备是对字符设备做了一个再次的封装，而且，在misc设备中，主设备号都是一样的，都是10，只有次设备号不同，当我们不知道内核中应该去分配那个此设备号时，可以直接给minor赋值为MISC_DYNAMIC_MINOR这个宏，意思就是由内核来帮我们分配次设备号。
name就不用说了，如果设备注册成功，在根文件系统/dev/下就会有注册设备后的name。
fops就是一系列的文件操作函数啦，什么open , read ,write , ioctl等等，很多,跟写字符设备是一样的

驱动实现源码代码如下：

#include<linux/kernel.h>
#include<linux/module.h>
#include<linux/miscdevice.h>
#include<linux/fs.h>


#define DEVICE_NAME "my_misc_dev"

//实现open函数
int my_misc_dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	printk("minipc misc dev open!\n");
	return 0 ;
}

//实现close函数
int my_misc_dev_close(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	printk("minipc misc dev close!\n");
	return 0 ;
}

//初始化文件操作结构体
struct file_operations file_ops = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.open	 = my_misc_dev_open,
	.release = my_misc_dev_close,
};

//初始化misc设备结构体
struct miscdevice my_misc_dev = {
	//由内核自动分配次设备号
	.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR ,
	//初始化设备名称
	.name = DEVICE_NAME ,
	//初始化文件操作结构体
	.fops = &file_ops,	
};


static int __init my_misc_dev_init(void) 
{
	int ret_error ;
	//注册misc设备
	int ret = misc_register(&my_misc_dev);
	if(ret != 0){
	   ret_error = ret ;
	   printk("misc register fair!\n");
	   goto fair ;
	}
	printk("misc init success!\n");	
	return ret ;
fair:
	return ret_error ;
}
 
static void __exit my_misc_dev_exit(void) 
{
	//注销misc设备
	misc_deregister(&my_misc_dev);
}

module_init(my_misc_dev_init);
module_exit(my_misc_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("LAOHU add misc driver");

Makefile:

TARGET		?= $(shell uname -r)
KERNEL_MODULES	?= /lib/modules/$(TARGET)
KERNEL_BUILD	?= $(KERNEL_MODULES)/build
SYSTEM_MAP	?= $(KERNEL_BUILD)/System.map

DRIVER := my_misc

obj-m	:= $(patsubst %,%.o,$(DRIVER))
obj-ko  := $(patsubst %,%.ko,$(DRIVER))

MAKEFLAGS += --no-print-directory

.PHONY: all modules clean

all: modules

# Targets for running make directly in the external module directory:

modules clean:
	@$(MAKE) -C $(KERNEL_BUILD) M=$(CURDIR) $@