Linuxのキャラクタデバイスドライバの開発（1） - キャラクタデバイスドライバを使用して

1.コンパイル/ドライバをインストールします

Linuxシステムでは、ドライバは、通常、モジュールカーネルプログラム構造をエンコードします。そのため、ドライバをインストール/コンパイルし、その本質は、カーネルモジュールをインストール/コンパイルすることです。次のサンプルコードは、Linuxシステムにコピーされます。
memdev.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>


int dev1_registers[5];
int dev2_registers[5];

struct cdev cdev; 
dev_t devno;

/*文件打开函数*/
int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    
    /*获取次设备号*/
    int num = MINOR(inode->i_rdev);
    
    if (num==0)
        filp->private_data = dev1_registers;
    else if(num == 1)
        filp->private_data = dev2_registers;
    else
        return -ENODEV;  //无效的次设备号
    
    return 0; 
}

/*文件释放函数*/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  return 0;
}

/*读函数*/
static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
  unsigned long p =  *ppos;
  unsigned int count = size;
  int ret = 0;
  int *register_addr = filp->private_data; /*获取设备的寄存器基地址*/

  /*判断读位置是否有效*/
  if (p >= 5*sizeof(int))
    return 0;
  if (count > 5*sizeof(int) - p)
    count = 5*sizeof(int) - p;

  /*读数据到用户空间*/
  if (copy_to_user(buf, register_addr+p, count))
  {
    ret = -EFAULT;
  }
  else
  {
    *ppos += count;
    ret = count;
  }

  return ret;
}

/*写函数*/
static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
  unsigned long p =  *ppos;
  unsigned int count = size;
  int ret = 0;
  int *register_addr = filp->private_data; /*获取设备的寄存器地址*/
  
  /*分析和获取有效的写长度*/
  if (p >= 5*sizeof(int))
    return 0;
  if (count > 5*sizeof(int) - p)
    count = 5*sizeof(int) - p;
    
  /*从用户空间写入数据*/
  if (copy_from_user(register_addr + p, buf, count))
    ret = -EFAULT;
  else
  {
    *ppos += count;
    ret = count;
  }

  return ret;
}

/* seek文件定位函数 */
static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{ 
    loff_t newpos;

    switch(whence) {
      case SEEK_SET: 
        newpos = offset;
        break;

      case SEEK_CUR: 
        newpos = filp->f_pos + offset;
        break;

      case SEEK_END: 
        newpos = 5*sizeof(int)-1 + offset;
        break;

      default: 
        return -EINVAL;
    }
    if ((newpos<0) || (newpos>5*sizeof(int)))
    	return -EINVAL;
    	
    filp->f_pos = newpos;
    return newpos;

}

/*文件操作结构体*/
static const struct file_operations mem_fops =
{
  .llseek = mem_llseek,
  .read = mem_read,
  .write = mem_write,
  .open = mem_open,
  .release = mem_release,
};

/*设备驱动模块加载函数*/
static int memdev_init(void)
{
  /*初始化cdev结构*/
  cdev_init(&cdev, &mem_fops);
  
  /* 注册字符设备 */
  alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");
  cdev_add(&cdev, devno, 2);
}

/*模块卸载函数*/
static void memdev_exit(void)
{
  cdev_del(&cdev);   /*注销设备*/
  unregister_chrdev_region(devno, 2); /*释放设备号*/
}

MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);

Makefileの（独自のパスに変更する必要がありますカーネルのソースコードに注意してください）：

obj-m := memdev.o

KDIR := /home/S4_a/part3/lesson3/lesson-2440/linux-mini2440

all :
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm

clean:
	rm -f *.o *.ko *.order *.symvers *.mod.c

コンパイルします。
- #make
Memdev.koは、開発ボードにコピーしてからインストールします。
- #insmod memdev.ko

2.デバイスファイルを作成します。

デバイスドライバを適用することによって知ることができる。この図は、を介してアクセスされるデバイスファイル、実行するために一緒にリンクされたアプリケーションとデバイス・ドライバなどのメディアファイルとしてデバイスを。
キャラクタデバイスファイルにより、アプリケーションはキャラクタデバイスを制御するために、対応するキャラクタデバイスドライバを使用することができます。
キャラクタデバイスファイルを作成し、二つの一般的な方法があります。
- 1.はmknod：mknodをは/ dev /ファイル名Cメジャー番号、マイナーデバイス番号
  - これは、最初はキャラクタデバイスファイルの名前は、キャラクタデバイスファイルに対して小さなC、メジャー番号は、彼らが同じメジャー番号を使用する必要があり、接続とデバイスドライバを確立するために作成する必要があり、4つのパラメータがありそうか表示デバイス番号mendevドライバはそれをインストールし使用しますか？開発ボード入力：#cat procを/デバイス
  - 図2は、2番目の列は、デバイスドライバの名前であり、最初の列はメジャー番号であり、情報を示しています。それはそれは、一般的に0〜255で、非負の数のマイナー番号を撮影することができ、253でなければなりません。
  - 今、私たちは、デバイスの開発ボード（デバイスファイル名と既存の競合はできない）でファイルを作成します。
    - #mknodの/ dev / memdev0 C 253 1
    - そして、DEVを表示：#lsは/ dev
- 2.ドライバに機能（以降の説明）を作成

3.アクセスデバイス

実際のハードウェアデバイスへのアクセス、およびデバイスレジスタに最終的にすべてのアクセスは、少数の単位でのメモリアクセスは、同じ効果を達成するため、デバイスファイルは、実際にはメモリ動作です。
デバイスファイルにアクセスするためのアプリケーションを書きます：
デバイスを書く：write_mem.c

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

int main()
{
    int fd = 0;
    int src = 2013;
   
    fd = open("/dev/memdev0", O_RDWR);

    write(fd, &src, sizeof(int));

    close(fd);

    return 0;
}

読み込み機器：read_mem.c

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

int main()
{
    int fd = 0;
    int dst = 0;
    
    fd = open("/dev/memdev0", O_RDWR);

    read(fd, &dst, sizeof(int));

    printf("dst is %d\n",dst);
 
    return 0;
}

エラーが発見された場合に生成されたファイルは、実行後、開発ボードにコピーされ、アームのlinux-gccのコンパイラを使用します：
- 〜ビン/ SH：./write_memが見つかりません
- 見つけることができない、あなたが使用することができます実際には、これはwrite_memがファイルを見つけることができないではないですが、それは、ライブラリに依存しています：
- ＃アーム-readelfが-d write_mem
- -dは、それを表示するには、クエリダイナミックリンクライブラリは、ライブラリに依存することを示しています
- この方法は、2分の時間で、1は、コンパイル時に静的とlibディレクトリ開発ボード、コネクタ2を依存ライブラリのコピーです。
- ＃腕のlinux-gccの-static write_mem.c -o write_mem
読み込み機器：read_mem.c

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

int main()
{
    int fd = 0;
    int dst = 0;
    
    fd = open("/dev/memdev0", O_RDWR);

    read(fd, &dst, sizeof(int));

    printf("dst is %d\n",dst);
 
    return 0;
}

Linuxのキャラクタデバイスドライバの開発（1） - キャラクタデバイスドライバを使用して

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