linux MISC 驅動模型分析
閱讀led驅動程序的代碼的時候，沒有發現ldd3中提到的各種字符設備註冊函數，而是發現了一個misc_register函數，這說明led設備是作爲雜項設備出現在內核中的，在內核中，misc雜項設備驅動接口是對一些字符設備的簡單封裝，他們共享一個主設備號，有不同的次設備號，共享一個open調用，其他的操作函數在打開後運用linux驅動程序的方法重載進行裝載。
1. 主要數據結構
內核維護一個misc_list鏈表，misc設備在misc_register註冊的時候鏈接到這個鏈表，在misc_deregister中解除鏈接。主要的設備結構就是miscdevice。定義如下：
- struct miscdevice {
- int minor;
- const char *name;
- const struct file_operations *fops;
- struct list_head list;
- struct device *parent;
- struct device *this_device;
- const char *nodename;
- mode_t mode;
- };
這個結構體是misc設備基本的結構體，在註冊misc設備的時候必須要聲明並初始化一個這樣的結構體，但其中一般只需填充name minor fops字段就可以了。下面就是led驅動程序中初始化miscdevice的代碼：
- static struct miscdevice misc = {
- .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
- .name = DEVICE_NAME,
- .fops = &dev_fops,
- };
一般的時候在fops不用實現open方法，因爲最初的方法misc_ops包含了open方法。其中minor如果填充MISC_DYNAMIC_MINOR，則是動態次設備號，次設備號由misc_register動態分配的。2. misc_init 函數
misc也是作爲一個模塊被加載到內核的，只不過是靜態模塊。這個函數是misc靜態模塊加載時的初始化函數。
- static int __init misc_init(void)
- {
- int err;
- #ifdef CONFIG_PROC_FS
- proc_create("misc", 0, NULL, &misc_proc_fops);
- #endif
- misc_class = class_create(THIS_MODULE, "misc");
- //udev創建設備節點使用
- err = PTR_ERR(misc_class);
- if (IS_ERR(misc_class))
- goto fail_remove;
- err = -EIO;
- if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops)) //註冊一個字符設備
- goto fail_printk;
- misc_class->devnode = misc_devnode;
- 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;
- }
可以看出，這個初始化函數，最主要的功能就是註冊字符設備 ，所用的註冊接口是2.4內核的register_chrdev。它註冊了主設備號爲MISC_MAJOR，次設備號爲0-255的256個設備。並且創建了一個misc類。
3. misc_register（）函數
misc_register()函數在misc.c中，最主要的功能是基於misc_class構造一個設備，將miscdevice結構掛載到misc_list列表上，並初始化與linux設備模型相關的結構，它的參數是miscdevice結構體。
- int misc_register(struct miscdevice * misc)
- {
- struct miscdevice *c;
- dev_t dev;
- int err = 0;
- INIT_LIST_HEAD(&misc->list); //鏈表項使用時必須初始化
- mutex_lock(&misc_mtx);
- list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
- if (c->minor == misc->minor) {
- mutex_unlock(&misc_mtx);
- return -EBUSY;
- }
- } //遍歷鏈表如果發現次設備號一樣的，返回錯誤
- if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) { //動態次設備號
- 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;
- }
- if (misc->minor < DYNAMIC_MINORS)
- misc_minors[misc->minor >> 3] |= 1 << (misc->minor & 7);
- dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);
- misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev,
- misc, "%s", misc->name);
- //udev創建設備節點使用，linux設備模型相關
- if (IS_ERR(misc->this_device)) {
- err = PTR_ERR(misc->this_device);
- goto out;
- }
- /*
- * Add it to the front, so that later devices can "override"
- * earlier defaults
- */
- list_add(&misc->list, &misc_list); //添加到misc_list之中
- out:
- mutex_unlock(&misc_mtx);
- return err;
- }
可以看出，這個函數首先遍歷misc_list鏈表，查找所用的次設備號是否已經被註冊，防止衝突。如果是動態次設備號則分配一個，然後調用MKDEV生成設備號,從這裏可以看出所有的misc設備共享一個主設備號MISC_MAJOR，然後調用device_create，生成設備文件。最後加入到misc_list鏈表中。
關於device_create，class_create 作用： class_create函數在misc.c中的模塊初始化中被調用，現在一起說一下。這兩個函數看起來很陌生，沒有在ldd3中發現過，看源代碼的時候發現class_create會調用底層組件__class_regsiter()是說明它是註冊一個類。而device_create是創建一個設備，他是創建設備的便捷實現調用了device_register函數。他們都提供給linux設備模型使用，從linux內核2.6的某個版本之後，devfs不復存在，udev成爲devfs的替代。相比devfs，udev有很多優勢。
- struct class *myclass = class_create(THIS_MODULE, “my_device_driver”);
- class_device_create(myclass, NULL, MKDEV(major_num, 0), NULL, “my_device”);
這樣就創建了一個類和設備，模塊被加載時，udev daemon就會自動在/dev下創建my_device設備文件節點。這樣就省去了自己創建設備文件的麻煩。這樣也有助於動態設備的管理。4. 總結
雜項設備作爲字符設備的封裝，爲字符設備提供的簡單的編程接口，如果編寫新的字符驅動，可以考慮使用雜項設備接口，方便簡單，只需要初始化一個miscdevice的結構，調用misc_register就可以了。系統最多有255個雜項設備，因爲雜項設備模塊自己佔用了一個次設備號。可以發現，mini2440很多字符設備都是以雜項設備註冊到內核的，如mini2440_buttons,mini2440_adc,mini2440_pwm等。