IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序

目录描述

    • 所用设备
    • 前提
    • 编译内核(IMX6ULL开发板)
    • 编译内核模块
    • 安装内核和模块到开发板上
    • 体验第 1 个驱动程序
    • 开发板上运行

所用设备

IMX6ULL开发板、ubuntu18

前提

已经配置好了交叉工具编译链(后面会把这个相关步骤补起来)
为什么编译驱动程序之前要先编译内核?
驱动程序要用到内核文件
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。
编译驱动时用的内核、开发板上运行到内核,要一致
开发板上运行到内核是出厂时烧录的,你编译驱动时用到内核是你自己编译的,这两个内核不一致时会导致一些问题。所以我们编译驱动程序前,要把自己编译出来到内核放到板子上去,替代原来的内核。
更换板子上的内核后,板子上的其他驱动也要更换
板子使用新编译出来的内核时,板子上原来的其他驱动也要更换为新编译出来的。
所以在编译我们自己的第 1 个驱动程序之前,要先编译内核、模块,并且放到板子上去。

编译内核(IMX6ULL开发板)

不同的开发板对应不同的配置文件,配置文件位于内核源码arch/arm/configs/目录。
进入内核目录(我这边的是Linux-4.9.88)

cd Linux-4.9.88

配置

make 100ask_imx6ull_defconfig

IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第1张图片
编译内核

make zImage -j4

编译成功!
IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第2张图片

编译内核模块

进入内核源码目录后,就可以编译内核模块了!

 cd Linux-4.9.88
 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules

IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第3张图片

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

命令是把模块安装到 /home/book/nfs_rootfs 目录下备用,会得到 /home/book/nfs_rootfs/lib/modules目录.
IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第4张图片

安装内核和模块到开发板上

执行上述命令后,在Ubuntu的/home/book/nfs_rootfs目录下已经有了zImage或uImage、dtb文件,并且有lib/modules子目录(里面含有各种模块)。
接下来我们呀哦吧这些文件复制到开发板上
此时我的是NAT模式

mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999 自己WindowIP:/home/book/nfs_rootfs /mnt

依次执行这五个命令

cp /mnt/zImage /boot 或 cp /mnt/uImage /boot 
cp /mnt/*.dtb /boot
cp /mnt/lib/modules /lib -rfd
sync
reboot

r表示递归的赋值
f表示强制覆盖
d表示如果之前是链接文件复制过来仍然是链接文件

sync表示把内存里面的文件强制刷到磁盘上面去
在这里插入图片描述

体验第 1 个驱动程序

修改 Makefile 指定内核目录
把第 1 个驱动程序 01_hello_drv 上传到 Ubuntu 后,修改它的 Makefile,设置其中的 KERN_DIR 变量为内核的源码目录,以 IMX6ULL 为例,如下:
KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88
IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第5张图片
hello_drv程序源码
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");



hello_drv_test.c


#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;
}



Makefile

KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88

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

编译

make

IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第6张图片

开发板上运行

开发板启动后通过 nfs 挂载 Ubuntu 目录的方式,将相应的文件拷贝到开发板上。挂上方式和上面一样
挂载 NFS 成功后,把驱动和测试程序复制到开发板上:

 cp /mnt/hello_drv.ko ./
 cp /mnt/hello_drv_test ./

在这里插入图片描述
安装驱动程序

insmod hello_drv.ko

查看hello_drv驱动

lsmod

IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第7张图片
执行

cat /proc/devices

执行如下命令,可以发现有这个设备节点,并且它的主设备号一样

ls -l /dev/hello

IMX6ULL开发板的第 1 个驱动程序_第8张图片
最后执行测试程序
增加可执行权限

chmod _x hello_drv_test

运行测试文件
在这里插入图片描述
成功!
在这里插入图片描述

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