【从零开始，从内核驱动驱动到用户空间调用】编写第一个linux驱动，通过端口访问I/O寄存器。
目的：
通过I/O端口方式访问RTC的秒寄存器；
由于本人从来没看过linux方面的书籍，也只是会在终端用些常用的命令而已，这次老大叫我学着通过I/O端口方式直接去读写寄存器。于是我在google中搜索，得到了一些答案，比如要先申请内存空间，再用ioremap映射到虚拟空间啊之类的。我学着网上的例子，写好了我的第一份代码。编译时竟然找不到头文件，非常头疼，头文件明明在那儿，怎么就找不到呢？在这里非常感谢，linux内核涉及与实现QQ群里面各位师哥师姐的鼎力相助，尽管说什么我都不懂，他们还是非常耐心。在群里大哥的指引下，我有了思路。要么添加系统调用，要么写个驱动。这里我选择了第二种方法。
方案：
引用群里大哥给我画的图片，感谢！
过程：
1. 编写驱动
#include <linux/ioport.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h> /* kmalloc() */
#include <linux/fs.h> /* everything... */
#include <linux/errno.h> /* error codes */
#include <linux/types.h> /* size_t */
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/fcntl.h> /* O_ACCMODE */
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h> /* copy_*_user */
#include <asm/io.h>
#define DEVICE_NAME "rtcport"
#define DEVICE_MAJOR 250
#ifndef BCD_TO_BIN
#define BCD_TO_BIN(val) ((val)=((val)&15) + ((val)»4)*10)
#endif
dev_t dev = 0;
static struct resource *rtc_resource;
static struct cdev my_dev;
static int RTC_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
printk("open device\n");
return 0;
}
static int RTC_close(struct inode *inode,struct file *filp)
{
printk("close device\n");
return 0;
}
static int RTC_read(struct file *filp, char __user *buf, loff_t *f_pos)
{
outb(0,0x70);
int test=inb(0x71);
printk(KERN_DEBUG "second is %02X\n",test);
return 0;
}
static int RTC_write(void)
{
return 0;
}
static struct file_operations fops={
.owner=THIS_MODULE,
.open=RTC_open,
.release=RTC_close,
.read=RTC_read,
.write=RTC_write,
};
int RTC_init(void)
{
int ret;
//ret=register_chrdev(DEVICE_MAJOR,DEVICE_NAME,&fops);
ret=alloc_chrdev_region(&dev,0,1,DEVICE_NAME);
if (ret < 0) {
printk("RTC: can't get major %d\n", MAJOR(dev));
return ret;
}
printk("Register device successfully!\n");
release_region(0x70, 0x02);
rtc_resource = request_region(0x70,0x02,DEVICE_NAME);
if(rtc_resource == NULL)
{
printk("Unable to register RTC I/O addresses\n");
return -1;
}
cdev_init(&my_dev,&fops);
my_dev.owner=THIS_MODULE;
my_dev.ops=&fops;
ret=cdev_add(&my_dev,MKDEV(MAJOR(dev),0),1);
if(ret<0)
{
printk("RTC: can't add device");
}
return 0;
}
void RTC_exit(void)
{
// unregister_chrdev(DEVICE_MAJOR,DEVICE_NAME);
// devfs_remove(DEVICE_NAME);
release_region(0x70,0x02);
cdev_del(&my_dev);
unregister_chrdev_region(dev,1);
printk("Device has been unregistered!\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("HJW");
module_init(RTC_init);
module_exit(RTC_exit);
2. Makefile
obj-m += rtc_port.o
ccflags-y=-I/root/testdxx
all:
make $(ccflags-y) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
说明：ccflags-y是需要包括的头文件的路径，如果不需要依赖自定义的头文件，可去除。
3.make clean(注：若第一次编译，此步骤可略过)
4.make(ls可以看到在路径下多了一些文件)
5. 将模块Insmod进内核
insmod rtc_port.ko
注释：有同学说，诶怎么一点打印信息都没有，原因是printk本身就不会把信息打印到屏幕上，如果有需要的话，大家可以自己去搜索搜索。
6.执行cat /proc/devices可以看到我们新添加的字符型设备rtcport
7.将rtcport创建dev节点
mknod /dev/rtcport c 237 0
8.应用程序app.cpp
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
int fd;
char buf[20];
fd=open("/dev/rtcport",O_RDWR);
if (fd<0)
{
perror("open");
return -1;
}
for(int i=0;i<60;i++)
{
read(fd,buf,20);
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}
9. 输出结果dmesg
10 总结
本文只是介绍了完整的步骤，很多小的知识点都没有提及。下面我将进行概括：
1) 模块的格式
关键函数：Init exit之类的；
2）字符型设备的动态注册（动态注册可以减少设备冲突的概率）
关键函数：
alloc_chrdev_region(&dev,0,1,DEVICE_NAME);
cdev_init；
cdev_add
等等
注：释放的关键函数请参见代码；
3) i/o端口的映射
关键函数：
request_region；
release_region；
小的知识点大家可以边google边对照我的代码，希望这篇文章可以帮助大家少走弯路！
11.展望
下一步是研究IPMI source code，非常渴望能找到志同道合的朋友，大家有过这方面的研究可以给我留言，非常感谢！