前言

??驅動的開發(fā)需要先熟悉基本概念類型，本篇講解linux雜項設備基礎，還是基于虛擬機ubuntu去制作驅動，只需要虛擬機就可以嘗試編寫注冊雜項設備的基本流程。

linux三大設備驅動

• 字符設備：IO的傳輸過程是以字符為單位的，沒有緩沖，比如I2C（SDA、SCL），SPI（MISO、MOSI、SCLK、CS）。
• 塊設備：IO的傳輸過程是以塊為單位的，跟存儲相關的都屬于塊設備，比如tf卡，sd卡。
• 網(wǎng)絡設備：IO的傳輸以socket套接字來訪問的。

雜項設備

• 雜項設備是屬于 字符設備，可以自動生成設備節(jié)點，設備節(jié)點位于/dev/目錄下，是設備名稱，如/dev/ttyS9等。
• 主設備號相同，統(tǒng)一為10，次設備號不同，主設備相同可以節(jié)省內(nèi)核資源。
  通過下列指令，可以查看系統(tǒng)雜項設備

cat/proc/misc

??在虛擬機上測試，查看雜項：
??

• 設備號分為主設備號和次設備號，主設備號是wei一 的，次設備號不一定wei 一 。
  通過下列指令，可以查看系統(tǒng)主設備號：

cat/proc/devices

??

雜項設備描述結構體

??ubuntu來說，自帶的/usr/src下的就是內(nèi)核的頭文件。

cd/usr/src/linux-headers-4.18.0-15viinclude/linux/miscdevice.h

??定位到之前ubuntu自帶的內(nèi)核頭文件下：
??
??

??查看到雜項設備的結構體：

structmiscdevice{
intminor;//次設備號
constchar*name;//設備節(jié)點名稱（如/dev/ttyS8，則ttyS是名稱）
conststructfile_operations*fops;//文件操作集（非常重要）
structlist_headlist;
structdevice*parent;
structdevice*this_device;
conststructattribute_group**groups;
constchar*nodename;
umode_tmode;};

??（注意：沒打注釋的，一般不管）

雜項設備文件操作集

cd/usr/src/linux-headers-4.18.0-15viinclude/linux/fs.h

??搜索到（vi則直接使用“/”）:
??

structfile_operations{
structmodule*owner;
loff_t(*llseek)(structfile*,loff_t,int);
ssize_t(*read)(structfile*,char__user*,size_t,loff_t*);
ssize_t(*write)(structfile*,constchar__user*,size_t,loff_t*);
ssize_t(*read_iter)(structkiocb*,structiov_iter*);
ssize_t(*write_iter)(structkiocb*,structiov_iter*);
int(*iterate)(structfile*,structdir_context*);
int(*iterate_shared)(structfile*,structdir_context*);
__poll_t(*poll)(structfile*,structpoll_table_struct*);
long(*unlocked_ioctl)(structfile*,unsignedint,unsignedlong);
long(*compat_ioctl)(structfile*,unsignedint,unsignedlong);
int(*mmap)(structfile*,structvm_area_struct*);
unsignedlongmmap_supported_flags;
int(*open)(structinode*,structfile*);
int(*flush)(structfile*,fl_owner_tid);
int(*release)(structinode*,structfile*);
int(*fsync)(structfile*,loff_t,loff_t,intdatasync);
int(*fasync)(int,structfile*,int);
int(*lock)(structfile*,int,structfile_lock*);
ssize_t(*sendpage)(structfile*,structpage*,int,size_t,loff_t*,int);
unsignedlong(*get_unmapped_area)(structfile*,unsignedlong,unsignedlong,unsignedlong,unsignedlong);
int(*check_flags)(int);
int(*setfl)(structfile*,unsignedlong);
int(*flock)(structfile*,int,structfile_lock*);
ssize_t(*splice_write)(structpipe_inode_info*,structfile*,loff_t*,size_t,unsignedint);
ssize_t(*splice_read)(structfile*,loff_t*,structpipe_inode_info*,size_t,unsignedint);
int(*setlease)(structfile*,long,structfile_lock**,void**);
long(*fallocate)(structfile*file,intmode,loff_toffset,
loff_tlen);
void(*show_fdinfo)(structseq_file*m,structfile*f);#ifndefCONFIG_MMU
unsigned(*mmap_capabilities)(structfile*);#endif
ssize_t(*copy_file_range)(structfile*,loff_t,structfile*,
loff_t,size_t,unsignedint);
int(*clone_file_range)(structfile*,loff_t,structfile*,loff_t,
u64);
ssize_t(*dedupe_file_range)(structfile*,u64,u64,structfile*,
u64);}__randomize_layout;

??例如read函數(shù)，那么就是打開驅動使用系統(tǒng)read，打開這個設備驅動的句柄，那么久會調(diào)用read函數(shù)，其他的以此類推，還比較好理解。
??以我們一個registerHelloWorld為例子，來簡單說明。

驅動編寫空模板準備

??首先復制之前的hello world的驅動，改個名字為：registerMiscDev：

cd~/work/drivecp-arfhellowolrdregisterMiscDev

??

cdregisterMiscDev/rm*.ko*.o*.order*.symvers

??這里刪除起來麻煩，修改makefile，添加clean：
??

??然后測試一下：
??

??繼續(xù)修改源碼文件名稱：

mvhelloworld.cregisterMiscDev.c

??修改完如下：
??

??然后修改makefile里面的（obj-m模塊名稱改下），模板準備好了
??

??下面基于registerMiscDev.c文件進行注冊雜項設備，在修改.c文件：
??

#include<linux/init.h>#include<linux/module.h>staticintregisterMiscDev_init(void){
//在內(nèi)核里面無法使用基礎c庫printf，需要使用內(nèi)核庫printk
printk("Hello,I’mhongPangZi,registerMiscDev_init\n");	
return0;}staticvoidregisterMiscDev_exit(void){
printk("bye-bye!!!\n");}MODULE_LICENSE("GPL");module_init(registerMiscDev_init);module_exit(registerMiscDev_exit);

雜項設備注冊流程Demo

步驟一：填充miscdevice結構體

??在編寫驅動的時候，代碼中填充信息結構體。
??添加頭文件miscdevice.h

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

??

??然后填充雜項設備結構體：
??

??(注意：開始為“.”，結束為“,”，最后一行習慣加“,”了，這樣可以全部統(tǒng)一復制啥的，省的加沒加的)

structmiscdevicemisc_dev{
.minor=MISC_DYNAMIC_MINRO,//這個宏是動態(tài)分配次設備號，避免沖突
.name="register_hongPangZi_misc,//設備節(jié)點名稱
.fops=misc_fops,//這個變量記住，自己起的，步驟二使用}

??

步驟二：填充file_operations結構體

??在編寫驅動的時候，代碼中填充文件操作結構體。
??

structfile_operationsmisc_fops{
.owner=THIS_MODULE}

??

步驟三：注冊雜項設備并生成設備節(jié)點

??注冊到內(nèi)核：

staticintregisterMiscDev_init(void){
//在內(nèi)核里面無法使用基礎c庫printf，需要使用內(nèi)核庫printk
printk("Hello,I’mhongPangZi,registerMiscDev_init\n");	
intret=0;
ret=misc_register(misc_dev);
if(ret<0)
{
printk("Failedtomisc_register(misc_dev)\n");	
return-1;
}
return0;}

??

??有注冊就有注銷：

staticintregisterMiscDev_init(void){
//在內(nèi)核里面無法使用基礎c庫printf，需要使用內(nèi)核庫printk
printk("Hello,I’mhongPangZi,registerMiscDev_init\n");	
intret=0;
ret=misc_register(&misc_dev);
if(ret<0)
{
printk("Failedtomisc_register(misc_dev)\n");	
return-1;
}
return0;}

??

??完整的文件源碼：

#include<linux/init.h>#include<linux/module.h>#include<linux/miscdevice.h>#include<linux/fs.h>structfile_operationsmisc_fops={
.owner=THIS_MODULE,};structmiscdevicemisc_dev={
.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,//這個宏是動態(tài)分配次設備號，避免沖突
.name="register_hongPangZi_misc",//設備節(jié)點名稱
.fops=&misc_fops,//這個變量記住，自己起的，步驟二使用};staticintregisterMiscDev_init(void){
//在內(nèi)核里面無法使用基礎c庫printf，需要使用內(nèi)核庫printk
printk("Hello,I’mhongPangZi,registerMiscDev_init\n");	
intret=0;
ret=misc_register(&misc_dev);
if(ret<0)
{
printk("Failedtomisc_register(&misc_dev)\n");	
return-1;
}
return0;}staticvoidregisterMiscDev_exit(void){
misc_deregister(&misc_dev);
printk("bye-bye!!!\n");}MODULE_LICENSE("GPL");module_init(registerMiscDev_init);module_exit(registerMiscDev_exit);

步驟四：編譯make

make

??直接在驅動工程目錄編譯：
??

??下面這個警告，實際上定義要在任何使用函數(shù)之前：
??

??修改下：
??

??

??編譯成功
??

步驟五：加載卸載驅動測試

??將驅動拷貝到開發(fā)板或者目標系統(tǒng)，然后使用加載指令：

sudoinsmodregisterMiscDev.ko

??會打印入口加載的printk輸出。
??

??出現(xiàn)問題可能原因一是內(nèi)核編譯使用的編譯器和模塊使用的編譯器版本不一致。ubuntu中printk終端打入內(nèi)核日志消息了，可以使用dmesg進行查看：

dmesg

??

??然后查看是否加入了雜項設備節(jié)點：
??

??然后注銷：

sudormmodregisterMiscDev.ko

??

??跟隨著，結點消失了：
??

入坑

入坑一：編譯報錯，結構體之后未加分號

問題

??編譯錯誤，結構體后面加分號

解決

??加分號，腦袋有點蒙
??

入坑二：編譯錯誤，文件操作指針問題

問題

??

解決

??這是寫錯了，是指針，需要加取地址&。