树莓派内核驱动编写——添加与调用

简介: 树莓派内核驱动编写——添加与调用

1、应用驱动硬件的流程

APP-》C library调用open产生软中断系统调用,中断号0x80-》汇编sys_call-》VFS的sys_open-》内核空间,设备驱动的open-》硬件

2、设备文件

各种设备以文件的形式存放在/dev目录,称设备文件。
主设备号,次设备号
主设备号:不同的设备(硬盘,led)
次设备号:同一类的多个设备(led1,led2)

3、驱动链表

管理所有设备的驱动
1.添加(驱动插入链表顺序由设备号检索)
编写驱动,加载到内核
设备名,设备号,设备驱动函数:操作寄存器来驱动I/O
2.查找 调用
调用驱动程序,用户应用去open

4、编写驱动程序

1.找一个设备驱动框架

用的是drivers下的bsr.c 文件

2.在上面框架基础上修改

include <linux/fs.h>

include <linux/module.h>

include <linux/init.h>

include <linux/device.h>

include <linux/uaccess.h>

include <linux/types.h>

include <asm/io.h>

static struct class *pin4_class;
static struct device *pin4_class_dev;

static dev_t devno;
static int major = 231;
static int minor = 0;
static char *module_name = "pin4";

static ssize_t pin4_write(struct file file, const char __user buf, size_t count, loff_t *ppos)
{

    printk("pin4_write\n");
    return 0;

}
static ssize_t pin4_read(struct file file, char __user buf, size_t count, loff_t *ppos)
{

    printk("pin4_read\n");
    return 0;

}

static int pin4_open(struct inode inode, struct file filp)
{

    printk("pin4_open\n");//内核的打印函数
    return 0;

}

//在内核源码查找struct file_operations看结构体成员,添加用到的函数
static const struct file_operations pin4_fops = {

    .owner = THIS_MODULE,
    .write = pin4_write,//函数指针
    .open  = pin4_open,
    .read  = pin4_read,

};

static int __init pin4_init(void)//驱动入口
{

    int ret;
    devno = MKDEV(major,minor);//创建设备号
    ret = register_chrdev(major,module_name,&pin4_fops);//注册驱动,把这个驱动加入到内核链表
    pin4_class = class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//代码自动生成设备
    pin4_class_dev = device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);//创建设备文件

    return 0;

}

static void __exit pin4_exit(void)
{

    device_destroy(pin4_class,devno);//销毁设备
    class_destroy(pin4_class);//销毁类
    unregister_chrdev(major,module_name);//卸载设备

}

module_init(pin4_init);//入口,是个宏
module_exit(pin4_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
//MODULE_AUTHOR("Sonny Rao <sonnyrao@us.ibm.com>");

3.生成设备
可以在代码中实现,也可以手动实现

在代码中生成设备:

 pin4_class = class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//代码自动生成设备
pin4_class_dev = device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);//创建设备文件

在树莓派dev下输入:sudo mknod 设备名 设备类型 主设备号 次设备号

例如:sudo mknod pin4 c 8 1 

5、编写上层应用代码

include <sys/types.h>

include <sys/stat.h>

include <fcntl.h>

include <stdio.h>

int main()
{

    int fd;

    fd = open("/dev/pin4",O_RDWR);
    if(fd < 0){
            printf("open failed\n");
    }else{
            printf("open success\n");
    }
    fd = write(fd,'1',1);
    close(fd);
    return 0;

}

6、编译上层、驱动代码

1.把驱动代码放到char目录下(drivers文件夹下任意一个文件夹都可以放,修改那个文件夹下的Makefile)

xw@ubuntu:~/xiaowei/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y/drivers/char$ pwd
/home/xw/xiaowei/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y/drivers/char
xw@ubuntu:~/xiaowei/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y/drivers/char$ cp /mnt/hgfs/gongxian/pin4/pin4driver2.c .

2.修改 Makefile ,把驱动文件添加进去(编译成模块obj-m)

3.编译
驱动:回到linux-rpi-4.14.y目录

输入命令编译:ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules
生成 CC drivers/char/pin4driver2.mod.o

 LD [M]  drivers/char/pin4driver2.ko

应用代码:把c文件cp过来,编译

cp /mnt/hgfs/gongxian/pin4/pin4text.c .
arm-linux-gnueabihf-gcc pin4text.c -o pin4test

7、放到树莓派运行

1.把2个文件拷贝到树莓派

scp drivers/char/pin4driver2.ko pi@树莓派ip地址:/home/pi
scp pin4text pi@树莓派ip地址:/home/pi

2.加载内核驱动

sudo insmod pin4driver2.ko
dev目录下生成pin4驱动
3.运行应用程序,查看内核打印数据
运行打开open会失败,原因是因为没权限。

给设备驱动文件设置所有用户都可访问的权限:sudo chmod 666 /dev/pin4
运行:./pin4text
查看内核打印:dmesg

         dmesg |grep pin4

4.删除驱动

列出驱动模块:lsmod
删除驱动模块:rmmod 驱动模块名(lsmod出来的模块名)

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