字元裝置

2.6版本前使用的結構體和函式

<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"></span><pre name="code" class="cpp">typedef __kernel_dev_t      dev_t;//字元裝置的裝置號  
static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,const struct file_operations *fops)//註冊字元裝置到核心中，疑問1  
static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)//登出字元裝置  
MAJOR(dev_t dev)//計算主裝置號  
MINOR(dev_t dev)//計算次裝置號  
MKDEV(int major,int minor)//根據major和minor算得dev_t  
struct file_operations{  
.....  
} 
 

在使用以上函式註冊字元裝置的時候比較簡單，拿misc的實現函式舉例，已知了dev_t的主裝置號，所以可以直接呼叫register_chrdev將該設備註冊到核心中。  

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");//dev下建立misc類，後面在具體裝置進行misc_register是再執行device_creat註冊具體的misc裝置
  err = PTR_ERR(misc_class);
  if (IS_ERR(misc_class))
    goto fail_remove;
  err = -EIO;
  if (register_chrdev(MISC_MAJOR,"misc",&misc_fops))
    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;
}
 

2.6版本後使用的結構體和函式

dev_t;//字元裝置的裝置號  
MAJOR(dev_t dev)//計算主裝置號  
MINOR(dev_t dev)//計算次裝置號  
MKDEV(int major,int minor)//根據major和minor算得dev_t  
struct cdev {      //新增了cdev結構體，可以看到cdev除了包含了dev_t成員，還有kobj相關成員，2.6正是引入了kobj模型  
struct kobject kobj;  
struct module *owner;  
const struct file_operations *ops;  
struct list_head list;  
dev_t dev;  
unsigned int count;  
};  
void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);//初始化cdev，主要是賦值cdev的ops成員  
struct cdev *cdev_alloc(void);//動態分配一個cdev結構體，此時是程式中只定義了一個cdev指標的時候使用，如果定義了一個cdev結構體，使用cdev_init  
void cdev_put(struct cdev *p);//釋放alloc的cdev  
int cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);//向系統註冊字元裝置  
void cdev_del(struct cdev *);  
extern int alloc_chrdev_region(dev_t *, unsigned, unsigned, const charchar *);//動態向系統申請裝置號<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">dev_t</span>  
extern int register_chrdev_region(dev_t, unsigned, const charchar *);//已知dev_t時靜態申請  
struct file_operations{  
.....  
}  
 

可以看出2.6以後的版本在註冊字元裝置時稍複雜些，還是舉個例子，可以看到在2.6以後的版本中註冊字元裝置的過程是：申請裝置號dev_t->cdev初始化->註冊cdev到系統中，對比2.6以前的版本多了針對cdev的操作過程。

static int __init pc8736x_gpio_init(void)  
{  
    int rc;  
    dev_t devid;  
  
......  
    if (major) {  
        devid = MKDEV(major, 0);  
        rc = register_chrdev_region(devid, PC8736X_GPIO_CT, DEVNAME);  
    } else {  
        rc = alloc_chrdev_region(&devid, 0, PC8736X_GPIO_CT, DEVNAME);  
        major = MAJOR(devid);  
    }  
  
    if (rc < 0) {  
        dev_err(&pdev->dev, "register-chrdev failed: %d\n", rc);  
        goto undo_request_region;  
    }  
    if (!major) {  
        major = rc;  
        dev_dbg(&pdev->dev, "got dynamic major %d\n", major);  
    }  
  
    pc8736x_init_shadow();  
  
    /* ignore minor errs, and succeed */  
    cdev_init(&pc8736x_gpio_cdev, &pc8736x_gpio_fileops);  
    cdev_add(&pc8736x_gpio_cdev, devid, PC8736X_GPIO_CT);  
  
    return 0;  
  
undo_request_region:  
    release_region(pc8736x_gpio_base, PC8736X_GPIO_RANGE);  
undo_platform_dev_add:  
    platform_device_del(pdev);  
undo_platform_dev_alloc:  
    platform_device_put(pdev);  
  
    return rc;  
}

misc裝置

misc使用的結構體和函式

misc裝置其實也是字元裝置，主不過misc裝置驅動在字元裝置的基礎上又進行了一次封裝，使使用者可以更方便的使用。

struct miscdevice  {  
    int minor;  
    const charchar *name;  
    const struct file_operations *fops;//還是字元裝置中的檔案操作結構體，只不過misc結構體對其又封裝了一次  
    struct list_head list;  
    struct device *parent;  
    struct device *this_device;  
    const charchar *nodename;  
    mode_t mode;  
};  
int misc_register(struct miscdevice * misc)  

還是舉個例子來看下，使用者在註冊misc裝置的時候只需要：初始化file_operations結構體->初始化miscdevice結構體->呼叫misc_register將miscdevice註冊到系統中就ok了。  

static const struct file_operations mmtimer_fops = {  
.owner = THIS_MODULE,  
.mmap =mmtimer_mmap,  
.unlocked_ioctl = mmtimer_ioctl,  
.llseek = noop_llseek,  
};  
static struct miscdevice mmtimer_miscdev = {  
SGI_MMTIMER,  
MMTIMER_NAME,  
&mmtimer_fops  
};  
static int __init mmtimer_init(void)  
{  
    cnodeid_t node, maxn = -1;  
  
......  
    if (request_irq(SGI_MMTIMER_VECTOR, mmtimer_interrupt, IRQF_PERCPU, MMTIMER_NAME, NULL)) {  
        printk(KERN_WARNING "%s: unable to allocate interrupt.",  
            MMTIMER_NAME);  
        goto out1;  
    }  
  
    if (misc_register(&mmtimer_miscdev)){  
        printk(KERN_ERR "%s: failed to register device\n",  
               MMTIMER_NAME);  
        goto out2;  
    }  
......  
  
    return 0;  
  
out3:  
    kfree(timers);  
    misc_deregister(&mmtimer_miscdev);  
out2:  
    free_irq(SGI_MMTIMER_VECTOR, NULL);  
out1:  
    return -1;  
}  

那麼到了這裡就會有疑問，為什麼linux還費勁的又造了一個misc裝置呢？為什麼不直接都使用字元裝置驅動呢？
為什麼要有misc裝置
首先的好處就是方便，快捷，使用者可以只初始化2個結構體，然後呼叫一個函式就可以建立一個misc裝置了，本質上來說他也是個字元裝置。
還有應該就是註冊misc裝置節約了主裝置號的佔用，linux中只提供了256個主裝置號，本身核心中一些驅動已經佔用了部分，試想如果有一大波裝置都想以字元設備註冊進核心，必然導致主裝置號不夠用的情況，而misc裝置在初始化時佔用主裝置號10，當裝置驅動以misc設備註冊進核心的時候，只為其分配次裝置號，主裝置號不變。
為什麼要有misc裝置的觀點從知乎上看來的，自己思考了下，總結下來，後面如果再想到會繼續新增。


疑問1：該函式在fs.h中宣告為static inline，靜態的行內函數，既然是靜態的，不是應該不能被其他檔案內的函式呼叫？
其實該函式宣告在.h檔案中，那麼，只要c檔案包含了該標頭檔案就可以呼叫了，也就是說在編譯時，呼叫該函式的地方會被編譯器將實際程式碼直接展開在該c檔案中，那麼在該c檔案中該函式是static的，其他c檔案沒包含該標頭檔案的是不可以使用該函式的。