IMX6ULL开发——第一个驱动程序

实现第一个应用程序：在IMX6ULL开发板上运行驱动程序hello_drv_test

hello_drv_test

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*
 * ./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 \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;
}

hello_drv.c

#include 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/* 1. 确定主设备号                                                                 */
static int major = 0;
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)
{
	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;
}

/* 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,
};

/* 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 */
	
	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__);
	device_destroy(hello_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(hello_class);
	unregister_chrdev(major, "hello");
}


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

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

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/100ask_roc-rk3399-pc/linux-4.4

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

一般的步骤：（1）编译内核（内核，设备树，驱动）

                      （2）编译安装内核模块

                      （3）安装内核和模块到开发板上（即更新了内核和设备树）

                      （4）实现驱动程序

前提：编译驱动程序之前为什么要编译内核？

        （1）驱动程序要用到内核文件。例如比如驱动程序中这样包含头文件：#include ，其中的 asm 是 一个链接文件，指向 asm-arm 或 asm-mips，这需要先配置、编译内核才会生成 asm 这个链接文件。

        （2）编译驱动时用的内核、开发板上运行到内核，要一致。所以用我们编译出来的内核去代替原来的内核。保证编译驱动的内核是我们自己编译出来的。

        （3）当板子使用新内核时，板子上对应的驱动也要换成新编译出的。所以要先编译内核和模块，并且要放到板子上。

步骤一：编译内核（内核，设备树，驱动）

（1）进入内核源码的目录

cd /home/book/100ask_imx6ull-sdk

（2）配置（确定内核是给arm还x86编译的）

 make 100ask_imx6ull_defconfig

（3）编译内核

 make zImage -j4

（4）编译设备树

 make dtbs

（5）将内核和设备树复制到指定位置

cp arch/arm/boot/zImage ~/nfs_rootfs
cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs

步骤二：编译安装内核模块

（1）进入内核源码所在目录

 cd ~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/

（2）编译内核模块

make modules

（3）安装内核模块

make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/home/book/nfs_rootfs modules_install

从上面可知我们将设备树（dtb），内核（zImage）和模块（module）都放到了~/nfs_rootfs/下

步骤三：安装内核和模块到开发板上（即更新了内核和设备树）

（1）先将ubuntu与板子挂载

mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt

（2）更新内核

cp /mnt/zImage /boot

（3）更新设备树

cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb /boot

（4）更新内核模块

cp /mnt/lib/modules /lib -rfd

（5）同步一下（将内存里的内容强制的刷到flash里面去）

sync

步骤四：实现驱动

（1）将驱动程序放到ubuntu里面

方法：先使用Filezilla将程序从windows转移到ubuntu

（2）修改Makefile

        指定开发板使用的内核源码路径

KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.0.88    //其他不做修改

（3）编译驱动程序

        使用Makefile的进行编译

make

（4）通过挂载，将编译后的驱动程序传到板子上

mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt

（5）进入到程序目录下，然后装载驱动程序

insmod hello_drv.ko

（6）执行测试程序

./hello_drv_test -w lsr
./hello_drv_test -r