一、什么是杂项设备？

杂项设备（misc device）在嵌入式系统中应用广泛，是一种特殊的设备驱动。

在Linux内核的include/linux目录下，有一个Miscdevice.h文件，定义了misc设备及其相关的内核函数。

这些字符设备因为不符合预定的字符设备范畴，所以它们使用主设备号10，并统一归为misc device。misc_register函数实际上是使用主设备号10调用register_chrdev()的。

换句话说，misc设备就是特殊的字符设备。

在Linux驱动中，无法归类的各种设备被定义为杂项设备（使用miscdevice结构体来表示）。

miscdevice共享一个主设备号MISC_MAJOR（即10），但次设备号各不相同。

所有的miscdevice设备组成一个链表，内核在访问设备时会根据次设备号查找对应的miscdevice设备，并调用其file_operations结构中注册的文件操作接口进行操作。

内核中用struct miscdevice表示miscdevice设备，并通过调用其file_operations结构中注册的文件操作接口进行操作。

miscdevice的API实现位于drivers/char/misc.c中。

二、描述杂项设备的结构

内核使用struct miscdevice结构体来描述杂项设备：

struct miscdevice  {
    int minor;                       //次设备号，杂项设备的主设备号为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，范围为0~255，当传递255时，内核会自动分配一个可用的次设备号。

name：设备名称，用于在/dev/目录下生成设备节点名称。

fops：文件操作方法指针。

特点：安装此类驱动后，会在系统的/dev目录下生成相应的设备节点文件。

三、内核提供编写杂项设备的API函数

3.1 注册函数

3.2 注销函数

四、杂项设备的设备号与特征

设备号用于标识设备，分为主设备号和次设备号。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。

五、编写驱动程序步骤如下：

1）编写一个基本的模块代码。

2）添加设备模型所需的头文件。

3）在模块的初始化函数中注册设备对应的结构体。

4）在模块的出口函数中注销设备对应的结构。

5）根据注册函数所需的参数，反向推导出应有的结构体成员。

针对杂项模型：

1）定义一个struct miscdevice，并填充minor、fops、name成员。

2）定义一个struct file_operations，并填充需要的成员。

3）在初始化函数中调用misc_register注册上一步实现的struct miscdevice结构变量。

4）在出口函数中调用misc_deregister注销上一步实现的struct miscdevice结构变量。

5）编写一个应用程序来测试驱动是否按预期运行，并对比结果。

最核心的工作是实现file_operations的接口函数，这些函数才是真正操作硬件的代码。其余部分属于模型代码。

六、杂项设备示例

6.1. 驱动程序代码清单

/*驱动代码 misc.c */
#include        /* Needed by all modules */
#include          /* Needed for the module-macros */
#include 
#include 
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 
include 
include 
include 
include 
include 
include 
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){
perror("open");
exit(1);
}
while(1){
    i++;
    if(i youjiankuohaophpcn 10000)
        break;
    write(fd, buf, 4);
    sleep(1);
}
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 *~