miscキャラクタデバイスは、メジャ番号10、コールバック関数がmisc_fopsで登録され、一般のキャラクタデバイスと同じ管理下に置かれます。proc_create()は/proc/misc、class_create()は/sys/class/miscを作成します。

static const struct file_operations misc_fops = {
       .owner          = THIS_MODULE,
       .open           = misc_open,
       .llseek         = noop_llseek,
};

#define MISC_MAJOR              10

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");
       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;
}

miscデバスファイル配下のスペシャルファイルがオープンされた時のコールバック関数で、misc_register()で登録されたmisc_listにリストされているキャラクタデバイスを走査して、マイナ番号の一致するデバイスを取得します。取得できなければ、char-major-10-マイナとするlkmをinsmodして再走査します。これで取得できなければエラーです。

取得できれば、スペシャルファイルのオペレーションコールバックを取得したオペレーションコールバックに差し替え、そのopen()をコールすることで、該当するデバイスのオープンとなります。

static int misc_open(struct inode * inode, struct file * file)
{
       int minor = iminor(inode);
       struct miscdevice *c;
       int err = -ENODEV;
       const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;

       mutex_lock(&misc_mtx);
       
       list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
               if (c->minor == minor) {
                       new_fops = fops_get(c->fops);           
                       break;
               }
       }
               
       if (!new_fops) {
               mutex_unlock(&misc_mtx);
               request_module("char-major-%d-%d", MISC_MAJOR, minor);
               mutex_lock(&misc_mtx);

               list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
                       if (c->minor == minor) {
                               new_fops = fops_get(c->fops);
                               break;
                       }
               }
               if (!new_fops)
                       goto fail;
       }

       err = 0;
       old_fops = file->f_op;
       file->f_op = new_fops;
       if (file->f_op->open) {
               file->private_data = c;
               err=file->f_op->open(inode,file);
               if (err) {
                       fops_put(file->f_op);
                       file->f_op = fops_get(old_fops);
               }
       }
       fops_put(old_fops);
fail:
       mutex_unlock(&misc_mtx);
       return err;
}

/proc/miscのコールバックで、misc_listを走査して、そのデバイスのマイナ番号とデバイス名を表示します。

static int misc_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
{
       const struct miscdevice *p = list_entry(v, struct miscdevice, list);

       seq_printf(seq, "%3i %s\n", p->minor, p->name ? p->name : "");
       return 0;
}

lkm等でキャラクタデバイスをmiscデバイスに登録する時にコールし、マイナ番号が255なら空き番号を割り当て、misc_listに該当するデバイスのmiscを登録します。device_create()は、sysfsに登録し、スペシャルファイルを作成します。

struct miscdevice  {
       int minor;
       const char *name;
       const struct file_operations *fops;
       struct list_head list;
       struct device *parent;
       struct device *this_device;
       const char *nodename;
       umode_t mode;
};

#define MISC_DYNAMIC_MINOR      255

int misc_register(struct miscdevice * misc)
{
       struct miscdevice *c;
       dev_t dev;
       int err = 0;

       INIT_LIST_HEAD(&misc->list);

       mutex_lock(&misc_mtx);
       list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
               if (c->minor == misc->minor) {
                       mutex_unlock(&misc_mtx);
                       return -EBUSY;
               }
       }

       if (misc->minor == MISC_DYNAMIC_MINOR) {
               int i = find_first_zero_bit(misc_minors, DYNAMIC_MINORS);
               if (i >= DYNAMIC_MINORS) {
                       mutex_unlock(&misc_mtx);
                       return -EBUSY;
               }
               misc->minor = DYNAMIC_MINORS - i - 1;
               set_bit(i, misc_minors);
       }

       dev = MKDEV(MISC_MAJOR, misc->minor);

       misc->this_device = device_create(misc_class, misc->parent, dev,
                                         misc, "%s", misc->name);
       if (IS_ERR(misc->this_device)) {
               int i = DYNAMIC_MINORS - misc->minor - 1;
               if (i < DYNAMIC_MINORS && i >= 0)
                       clear_bit(i, misc_minors);
               err = PTR_ERR(misc->this_device);
               goto out;
       }

       list_add(&misc->list, &misc_list);
out:
       mutex_unlock(&misc_mtx);
       return err;
}