RK3568驱动指南｜第二篇字符设备基础-第13章杂项设备驱动实验

发表于 2024-3-22 09:43

瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工艺，搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码，支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。
第13章杂项设备驱动实验
经过前面章节的学习，我们已经对字符设备驱动框架有了一定的理解，而本章要讲解的杂项设备属于特殊的一种字符型设备，是对字符设备的一种封装，为最简单的字符设备。为什么从字符设备中单独提取出了杂项设备呢？杂项设备又要如何进行使用呢？带着疑问，让我们进行杂项设备的学习吧！

13.1 杂项设备驱动简介
在Linux中，把无法归类的五花八门的设备定义成杂项设备。相较于字符设备，杂项设备有以下两个优点:

(1)节省主设备号:杂项设备的主设备号固定为10，而字符设备不管是动态分配还是静态分配设备号，都会消耗一个主设备号，进而造成了主设备号浪费。当系统中注册了多个misc设备驱动时，只需使用子设备号进行区分即可。

(2)使用简单：当使用普通的字符设备驱动时，如果开发人员需要导出操作接口给用户空间，就需要注册对应的字符驱动，并创建字符设备class从而自动在/dev下生成设备节点，而misc驱动只需要将基本信息通过结构体传递给相应处理函数即可。

在驱动中使用miscdevice结构体描述misc设备，该结构体定义在“内核源码/include/linux/miscdevice.h”文件中（在下面的实验代码中需要加入该头文件的引用），具体内容如下所示：

定义一个misc 设备，一般只需要填充minor、name、fops 这三个成员变量。
minor指次设备号，可以从“内核源码/include/linux/miscdevice.h”文件中预定义的次设备号挑选，也可以自行定义子设备号（没有被其他设备使用即可），通常情况下将该参数设置为MISC_DYNAMIC_MINOR，表示自动分配子设备号。
name表示misc设备的名字。misc设备驱动注册成功之后，会在dev目录下生成名为name的设备节点。
fops 指向了file_operations的结构体，表示字符设备的操作集合。
13.2 杂项设备的注册和卸载
不同于字符设备的注册和卸载的繁琐，杂项设备的注册可以直接使用函数misc_register函数来完成，杂项设备的卸载可以直接使用misc_deregister函数来完成。上述两个函数均定义在“内核源码/include/linux/miscdevice.h”文件当中。
杂项设备的注册：
函数原型：
int misc_register(struct miscdevice *misc)
函数作用：
基于misc_class构造一个设备，将miscdevice结构挂载到misc_list列表上，并初始化与linux设备模型相关的结构。进而起到杂项设备注册的作用。
参数含义：
misc: 杂项设备的结构体指针
函数返回值：申请成功返回0，申请失败返回负数
杂项设备的卸载：
函数原型：
int misc_deregister(struct miscdevice *misc)
函数作用：
从mist_list中删除miscdevice，进而起到杂项设备卸载的作用。
参数含义：
misc: 杂项设备的结构体指针
**函数返回值：**卸载成功返回0，申请失败返回负数
至此，注册和卸载杂项设备的API函数就讲解完成了，会在接下来的驱动章节中对上述函数进行具体使用。
13.3 杂项设备驱动框架
MISC驱动一般使用以下结构：

13.4 实验程序的编写
本实验对应的网盘路径为：iTOP-RK3568开发板【底板V1.7版本】\03_【iTOP-RK3568开发板】指南教程\02_Linux驱动配套资料\04_Linux驱动例程\08。
本小节将编写最简单的misc驱动，在驱动入口函数中通过misc_register(…)函数注册杂项设备驱动，在驱动出口函数中通过misc_deregister(…)函数注销杂项设备驱动。编写完成的miscdevice.c代码如下所示：

13.5 运行测试
13.5.1 编译驱动程序

在上一小节中的miscdevice.c代码同一目录下创建 Makefile 文件，Makefile 文件内容如下所示：

Makefile保存退出之后，来到存放miscdevice.c和Makefile文件目录下，如下图（图13-1）所示：

然后使用命令“make”进行驱动的编译，编译完成如下图（图 13-2）所示：

编译完生成 miscdevice.ko目标文件，如下图（图 13-3）所示：

至此我们的驱动模块就编译成功了，下面进行驱动的运行测试。

可以看到驱动加载之后，打印“misc registe is succeed”,说明misc驱动注册成功。输入以下命令查看加载的驱动模块，驱动加载成功如下（图13-5）所示：

然后来到/sys/class/misc目录下，可以看到名为“test”的文件夹已经被创建了，在/sys/class/misc目录下有misc类的所有设备，每个注册的杂项设备对应一个文件夹目录，如下图（图13-6）所示：

驱动加载成功之后会生成/dev/test设备驱动文件，输入以下命令查看杂项设备的主次设备号。

结果如下图（图 13-8）所示：

从上图可以看出，/dev/test这个杂项设备的主设备号为10，次设备号为53，最后可以使用以下命令对驱动进行卸载，卸载完成如下图（图 13-9）所示：

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