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【嵌入式 Linux 驱动开发基础知识】Hello 驱动

m0_61083792 2023-04-11 原文

文章目录

前言

一、思路

二、步骤

1.确定主设备号

2. 定义自己的file_operations结构体  

3.实现对应的open/read/write等函数,填入file_operations结构体 

4. 把file_operations结构体告诉内核:注册驱动程序

5. 谁来注册驱动程序啊?得有一个入口函数:安装驱动程序时,就会去调用这个入口函数

6. 有入口函数就应该有出口函数:卸载驱动程序时,就会去调用这个出口函数

7. 其他完善:提供设备信息,自动创建设备节点 

8.hello_drv.c完整代码

9.Makefile

10.hello_drv_test.c

11.传输,使用以下工具将代码从window传到Ubuntu

12.将代码传到板子上

13.结果



前言

本文记录了一些实验步骤。


一、思路

1. 确定主设备号

2. 定义自己的file_operations结构体  

3. 实现对应的open/read/write等函数,填入file_operations结构体 

4. 把file_operations结构体告诉内核:注册驱动程序

5. 谁来注册驱动程序啊?得有一个入口函数:安装驱动程序时,就会去调用这个入口函数

二、步骤

1.确定主设备号

int major = 0;

2. 定义自己的file_operations结构体  

​
static struct file_operations hello_drv = {
	.owner 		= THIS_MODULE,
	.open  		= hello_drv_open,
	.read  		= hello_drv_read,
	.write 		= hello_drv_write,
	.release 	= hello_drv_close,
};
​

结构体内成员赋值:    .+成员=值;

例:.owner         = THIS_MODULE,
    .open          = hello_drv_open,

成员位置如下图:

3.实现对应的open/read/write等函数,填入file_operations结构体 

static ssize_t hello_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024, size));
	return MIN(1024, size);
}

static ssize_t hello_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size));
	return MIN(1024, size);
}

static int hello_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

static int hello_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

用户在读数据时会传入一个buf,buf是用户空间的指针,__user是空的宏用来表示buf是来自用户空间,不能直接访问。size表示要读多少数据。

成功就return 0,失败会返回其他的值(负值?)。

err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size));//从用户的buf拷贝来,拷到驱动程序定义的buf-->kernel_buf
//拷贝多长数据,从size和1024中取最小值?为什么要取最小值。
  return MIN(1024, size);//成功后返回已经处理的数据的长度

4. 把file_operations结构体告诉内核:注册驱动程序

5. 谁来注册驱动程序啊?得有一个入口函数:安装驱动程序时,就会去调用这个入口函数

因为驱动程序是在入口函数里调用的,所以要定义一个入口函数

static int __init hello_init(void)
{
	int err;
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	major = register_chrdev(0, "hello", &hello_drv);  /* /dev/hello */


	hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
	err = PTR_ERR(hello_class);
	if (IS_ERR(hello_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "hello");
		return -1;
	}
	
	device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello"); /* /dev/hello *///主设备号是major,次设备号是0,名字是hello,以后就可以用/dev/hello来访问这个驱动程序了
	
	return 0;
}

6. 有入口函数就应该有出口函数:卸载驱动程序时,就会去调用这个出口函数

static void __exit hello_exit(void)
{
    printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);//一些调试信息
    device_destroy(hello_class, MKDEV(major, 0));
    class_destroy(hello_class);
    unregister_chrdev(major, "hello");//卸载
}


7. 其他完善:提供设备信息,自动创建设备节点 

//怎么让设备知道那个是出口(入口)函数

module_init(hello_init);//这个宏的作用:把这个函数修饰成入口函数
module_exit(hello_exit);//把这个函数修饰成出口函数

MODULE_LICENSE("GPL");//一定要,说明遵守这个驱动程序

8.hello_drv.c完整代码

#include <linux/module.h>

#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>

//1.确定主设备号
static int major = 0;
//驱动程序保存应用程序下发数组,定义一个buf
static char kernel_buf[1024];
static struct class *hello_class;

#define MIN(a, b) (a < b ? a : b)


/* 3. 实现对应的open/read/write等函数,填入file_operations结构体 */

static ssize_t hello_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)//用户在读数据时会传入一个buf,buf是用户空间的指针,__user是空的宏用来表示buf是来自用户空间,不能直接访问,size表示读多少数据(不知道是一次多少还是总共多少)
{
	int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024, size));
	return MIN(1024, size);
}

static ssize_t hello_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size));//从用户的buf拷贝来,拷到驱动程序定义的buf-->kernel_buf
															//拷贝多长数据,从size和1024中取最小值?为什么要取最小值。
	return MIN(1024, size);//成功后返回已经处理的数据的长度
}

static int hello_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

static int hello_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

//2.定义知己的file_operations结构体
static struct file_operations hello_drv = {
	.owner 		= THIS_MODULE,
	.open  		= hello_drv_open,
	.read  		= hello_drv_read,
	.write 		= hello_drv_write,
	.release 	= hello_drv_close,
};
/* 4. 把file_operations结构体告诉内核:注册驱动程序                                */
/* 5. 谁来注册驱动程序啊?得有一个入口函数:安装驱动程序时,就会去调用这个入口函数 */
static int __init hello_init(void)
{
	int err;
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	major = register_chrdev(0, "hello", &hello_drv);  /* /dev/hello */


	hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
	err = PTR_ERR(hello_class);
	if (IS_ERR(hello_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "hello");
		return -1;
	}
	
	device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello"); /* /dev/hello *///主设备号是major,次设备号是0,名字是hello,以后就可以用/dev/hello来访问这个驱动程序了
	
	return 0;
}
/* 6. 有入口函数就应该有出口函数:卸载驱动程序时,就会去调用这个出口函数           */
static void __exit hello_exit(void)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);//一些调试信息
	device_destroy(hello_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(hello_class);
	unregister_chrdev(major, "hello");//卸载
}


/* 7. 其他完善:提供设备信息,自动创建设备节点                                     */

//怎么让设备知道那个是出口(入口)函数
module_init(hello_init);//这个宏的作用:把这个函数修饰成入口函数
module_exit(hello_exit);//把这个函数修饰成出口函数

MODULE_LICENSE("GPL");//一定要,说明遵守这个驱动程序

9.Makefile


# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH,          比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH,          比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin 
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
#       请参考各开发板的高级用户使用手册

KERN_DIR = /home/book/eLinuxCore_100ask-t113-pro/linux

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o hello_drv_test hello_drv_test.c 

clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order
	rm -f hello_drv_test

obj-m	+= hello_drv.o

10.hello_drv_test.c


#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/*
 * ./hello_drv_test -w abc
 * ./hello_drv_test -r
 */
int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	char buf[1024];
	int len;
	
	/* 1. 判断参数 */
	if (argc < 2) 
	{
		printf("Usage: %s -w <string>\n", argv[0]);
		printf("       %s -r\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	/* 2. 打开文件 */
	fd = open("/dev/hello", O_RDWR);
	if (fd == -1)
	{
		printf("can not open file /dev/hello\n");
		return -1;
	}

	/* 3. 写文件或读文件 */
	if ((0 == strcmp(argv[1], "-w")) && (argc == 3))
	{
		len = strlen(argv[2]) + 1;
		len = len < 1024 ? len : 1024;
		write(fd, argv[2], len);
	}
	else
	{
		len = read(fd, buf, 1024);		
		buf[1023] = '\0';
		printf("APP read : %s\n", buf);
	}
	
	close(fd);
	
	return 0;
}


11.传输,使用以下工具将代码从window传到Ubuntu

12.将代码传到板子上

记得!!

13.结果

insmod hello_drv.ko
cat /proc/devices

 

 

可以用echo 0 4 0 7 > /proc/sys/kernel/ printk 关掉没什么用的打印信息

原因见http:// blog.chinaunix.net/ uid-28414100-id- 5836127.html

 

传输方法:使用 adb

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