一、什么是杂项设备？
杂项设备（misc device）也是在嵌入式系统中用得比较多的一种设备驱动。
在Linux内核的include\linux目录下有Miscdevice.h文件，misc设备定义及其内核提供的相关函数在这里。
其实是因为这些字符设备不符合预先确定的字符设备范畴，所有这些设备采用主设备10，一起归于misc device，其实misc_register就是用主标号10调用register_chrdev()的。
也就是说，misc设备其实也就是特殊的字符设备。
在Linux驱动中把无法归类的五花八门的设备定义为混杂设备(用miscdevice结构体表述)。
miscdevice共享一个主设备号MISC_MAJOR(即10)，但次设备号不同。
所有的miscdevice设备形成了一个链表，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结构中注册的文件操作接口进行操作。
在内核中用struct miscdevice表示miscdevice设备，然后调用其file_operations结构中注册的文件操作接口进行操作。
miscdevice的API实现在drivers/char/misc.c中。
二、描述杂项设备的结构
内核用struct miscdevice的结构体来描述杂项设备：
struct miscdevice {
int minor; //次设备号，杂项设备的主设备？10
const char *name; //设备的名称
const struct file_operations *fops; //文件操作
/* 下面的成员是供内核使用 ，驱动编写不需要理会 */
struct list_head list; //misc_list的链表头
struct device *parent; //父设备
struct device *this_device; //当前设备，是device_create的返回值
}; minor：次设备号，0~255，当传递255时候，会自动由内核分配一个可用次设备号。
name：备名/dev/下的设备节点名。
fops：文件操作方法指针。
特点：当安装此类驱动后，会在系统的/dev下生成相应的设备节点文件。
三、内核提供来编写杂项设备的API函数
3.1 注册函数
| 函数原型 | int misc_register(struct miscdevice * misc) |
| 头文件 | #include <linux/miscdevice.h> |
| 功能 | 注册一个杂项设备 |
| 参数 | misc- 杂项设备的核心结构指针， 至少已经实现minor，name，fops三个成员。 |
| 返回值 | 0，表示注册成功；负数，注册失败。 |
3.2 注销函数
| 函数原型 | int misc_deregister(struct miscdevice *misc) |
| 头文件 | #include <linux/miscdevice.h> |
| 功能 | 注销一个已经存在杂项设备 |
| 参数 | misc，杂项设备的核心结构指针，已经注册的struct miscdevice结构。 |
| 返回值 | 0，表示注册成功；负数，注册失败。 |
四、杂项设备的设备号&特征
设备号是用来标志设备。分为设备号和此设备号。其中杂项设备的设备号如下：
主设备号：固定为10。
次设备号：0~255。
a.主设备号固定为10
b.注册后会自动在/dev/目录下生成设备文件
c.使用一个核心结构 struct miscdevice 封装起来了。
五、编写驱动程序
步骤如下：
1）先写一个模块基本代码
2）增加设备模型所需要的头文件
3）在模块的初始化函数注册设备对应结构体
4）在模块的出口注销设备对应的结构
5）按照对应设备模型:注册函数需要的参数反向推出应该的结构体成员。
针对杂项模型：
1）定义一个struct miscdevice ，并且填充 minor，fops,name成员
2）定义一个 struct file_operations ，并且填充需要成员
3）在初始化函数中调用misc_register注册一上步实现的 struct miscdevice 结构变量;
4）在出口函数中调用misc_deregister注销一上步实现的 struct miscdevice 结构变量;
5）写一个应用程序测试驱动是否按照自己想法运行，对比结果。
最核心的工作在实现 file_operations 的接口函数，这些函数才是真正操作硬件的代码。其他的都模型代码。
六、杂项设备示例
6.1. 驱动程序代码清单
/*驱动代码 misc.c */
#include <linux/module.h> /* Needed by all modules */
#include <linux/init.h> /* Needed for the module-macros */
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
static ssize_t misc_read (struct file *pfile,
char __user *buff,
size_t size, loff_t *off)
{
printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n",__LINE__,__FUNCTION__);
return 0;
}
static ssize_t misc_write(struct file *pfile,
const char __user *buff,
size_t size, loff_t *off)
{
printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n",__LINE__,__FUNCTION__);
return 0;
}
static int misc_open(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n",__LINE__,__FUNCTION__);
return 0;
}
static int misc_release(struct inode *pinode, struct file *pfile)
{
printk(KERN_EMERG "line:%d,%s is call\n",__LINE__,__FUNCTION__);
return 0;
}
//文件操作方法：根据具体设备实现需要的功能
static const struct file_operations misc_fops = {
.read = misc_read,
.write = misc_write,
.release = misc_release,
.open = misc_open,
};
#define DEV_NAME "abc"
#if 1
//C99 标准 新增加的结构体初始化方法，这种可以选其中部分进行初始化，初始化顺序不限
static struct miscdevice misc_dev = {
.fops = &misc_fops, /* 设备文件操作方法 */
.minor = 255, /* 次设备号 */
.name = DEV_NAME, /* 设备名/dev/下的设备节点名 */
};
#else
//c89标准风格的结构体成员初始，只能按顺序初始化成员（做了解）
static struct miscdevice misc_dev = {
255, /* 次设备号 */
DEV_NAME, /* 设备名/dev/下的设备节点名 */
&misc_fops /* 设备文件操作方法 */
};
#endif
static int __init hello_init(void)
{
misc_register(&misc_dev);
printk(KERN_EMERG "misc init \n");
return 0;
}
static void __exit hello_exit(void)
{
misc_deregister(&misc_dev);
printk(KERN_EMERG "Goodbye,misc\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
6.2. 应用程序代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define DEV_NAME "/dev/abc"
int main(void)
{
char buf[] = {1, 0, 0, 0};
int i = 0;
int fd;
//打开设备文件 O_RDWR, O_RDONLY, O_WRONLY,
fd = open(DEV_NAME, O_RDWR);
if(fd < 0)
{
printf("open :%s failt!\r\n", DEV_NAME);
return -1;
}
//写数据到内核空间
write(fd, buf, 4);
//从内核空间中读取数据
read(fd, buf, 4);
//关闭设备
close(fd);
return 0;
}
6.3. Makefile 代码
obj-m := misc.o
KDIR := /home/work/linux-3.5
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
rm -f *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.markers *.unsigned *.order *~
arm-linux-gcc app.c -o app
cp -f *.ko app /home/work/rootfs/root
clean:
rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.markers *.unsigned *.order *~