RK3568驅動指南|第二篇 字符設備基礎-第13章 雜項設備驅動實驗

瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC,採用22nm製程工藝,搭載一顆四核Cortex-A55處理器和Mali G52 2EE 圖形處理器。RK3568 支持4K 解碼和 1080P 編碼,支持SATA/PCIE/USB3.0 外圍接口。RK3568內置獨立NPU,可用於輕量級人工智能應用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系統,主要面向物聯網網關、NVR 存儲、工控平板、工業檢測、工控盒、卡拉 OK、雲終端、車載中控等行業。
第13章 雜項設備驅動實驗
經過前面章節的學習,我們已經對字符設備驅動框架有了一定的理解,而本章要講解的雜項設備屬於特殊的一種字符型設備,是對字符設備的一種封裝,爲最簡單的字符設備。爲什麼從字符設備中單獨提取出了雜項設備呢?雜項設備又要如何進行使用呢?帶着疑問,讓我們進行雜項設備的學習吧!
 
13.1 雜項設備驅動簡介
在Linux中,把無法歸類的五花八門的設備定義成雜項設備。相較於字符設備,雜項設備有以下兩個優點:
 
(1)節省主設備號:雜項設備的主設備號固定爲10,而字符設備不管是動態分配還是靜態分配設備號,都會消耗一個主設備號,進而造成了主設備號浪費。當系統中註冊了多個misc設備驅動時,只需使用子設備號進行區分即可。
 
(2)使用簡單:當使用普通的字符設備驅動時,如果開發人員需要導出操作接口給用戶空間,就需要註冊對應的字符驅動,並創建字符設備class從而自動在/dev下生成設備節點,而misc驅動只需要將基本信息通過結構體傳遞給相應處理函數即可。
 
在驅動中使用miscdevice結構體描述misc設備,該結構體定義在“內核源碼/include/linux/miscdevice.h”文件中(在下面的實驗代碼中需要加入該頭文件的引用),具體內容如下所示:

定義一個misc 設備,一般只需要填充minor、name、fops 這三個成員變量。

minor指次設備號,可以從“內核源碼/include/linux/miscdevice.h”文件中預定義的次設備號挑選,也可以自行定義子設備號(沒有被其他設備使用即可),通常情況下將該參數設置爲MISC_DYNAMIC_MINOR,表示自動分配子設備號。

name表示misc設備的名字。misc設備驅動註冊成功之後,會在dev目錄下生成名爲name的設備節點。

fops 指向了file_operations的結構體,表示字符設備的操作集合。

13.2 雜項設備的註冊和卸載

不同於字符設備的註冊和卸載的繁瑣,雜項設備的註冊可以直接使用函數misc_register函數來完成,雜項設備的卸載可以直接使用misc_deregister函數來完成。上述兩個函數均定義在“內核源碼/include/linux/miscdevice.h”文件當中。

雜項設備的註冊:

函數原型:

​int misc_register(struct miscdevice *misc)

函數作用:

​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。進而起到雜項設備註冊的作用。

參數含義:

​misc: 雜項設備的結構體指針

函數返回值:申請成功返回0,申請失敗返回負數

雜項設備的卸載:

函數原型:

​int misc_deregister(struct miscdevice *misc)

函數作用:

​從mist_list中刪除miscdevice,進而起到雜項設備卸載的作用。

參數含義:

​ misc: 雜項設備的結構體指針

**函數返回值:**卸載成功返回0,申請失敗返回負數

至此,註冊和卸載雜項設備的API函數就講解完成了,會在接下來的驅動章節中對上述函數進行具體使用。

13.3 雜項設備驅動框架

MISC驅動一般使用以下結構:

13.4 實驗程序的編寫

本實驗對應的網盤路徑爲:iTOP-RK3568開發板【底板V1.7版本】\03_【iTOP-RK3568開發板】指南教程\02_Linux驅動配套資料\04_Linux驅動例程\08。

本小節將編寫最簡單的misc驅動,在驅動入口函數中通過misc_register(…)函數註冊雜項設備驅動,在驅動出口函數中通過misc_deregister(…)函數註銷雜項設備驅動。編寫完成的miscdevice.c代碼如下所示:

13.5 運行測試
13.5.1 編譯驅動程序

在上一小節中的miscdevice.c代碼同一目錄下創建 Makefile 文件,Makefile 文件內容如下所示:

 

Makefile保存退出之後,來到存放miscdevice.c和Makefile文件目錄下,如下圖(圖13-1)所示:

然後使用命令“make”進行驅動的編譯,編譯完成如下圖(圖 13-2)所示:

編譯完生成 miscdevice.ko目標文件,如下圖(圖 13-3)所示:

至此我們的驅動模塊就編譯成功了,下面進行驅動的運行測試。

 

可以看到驅動加載之後,打印“misc registe is succeed”,說明misc驅動註冊成功。輸入以下命令查看加載的驅動模塊,驅動加載成功如下(圖13-5)所示:

然後來到/sys/class/misc目錄下,可以看到名爲“test”的文件夾已經被創建了,在/sys/class/misc目錄下有misc類的所有設備,每個註冊的雜項設備對應一個文件夾目錄,如下圖(圖13-6)所示:

驅動加載成功之後會生成/dev/test設備驅動文件,輸入以下命令查看雜項設備的主次設備號。

結果如下圖(圖 13-8)所示:

 

從上圖可以看出,/dev/test這個雜項設備的主設備號爲10,次設備號爲53,最後可以使用以下命令對驅動進行卸載,卸載完成如下圖(圖 13-9)所示:

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