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【i.MX6ULL】驱动开发1——字符设备开发模板
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【i.MX6ULL】驱动开发1——字符设备开发模板
驱动开发
字符设备
i.MX6ULL
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发布时间: 2021-08-26
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之前的几篇文章(从[i.MX6ULL嵌入式Linux开发1-uboot移植初探](https://www.icxbk.com/article/detail?aid=2294)起),介绍了嵌入式了**Linux的系统移植**(uboot、内核与根文件系统)以及使用MfgTool工具将**系统烧写**到板子的EMMC中。 本篇开始介绍嵌入式**Linux驱动**开发。 内容较多,先看目录: [TOC] # 1 Linux驱动分类 Linux中的外设驱动可以分为三大类:字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动。 - **字符设备驱动**:字符设备是能够按照字节流(比如文件)进行读写操作的设备。字符设备最常见,从最简单的点灯到I2C、SPI、音频等都属于字符设备驱动 - **块设备驱动**:以存储块为基础的设备驱动,如EMMC、NAND、SD卡等。对用户而言,字符设备与块设备的访问方式没有差别。 - **网络设备驱动**:即网络驱动,它同时具有字符设备和块设备的特点,因为它是输入输出是有结构块的(报文,包,帧),但它的块的大小又不是固定的。 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/81cff5821a516297f39a674f9ca2fe23.png) # 2 Linux驱动基本原理 在**Linux中一切皆文件**,驱动加载成功以后会在“**/dev**”目录下生成一个相应的文件,应用程序通过对这个名为“**/dev/xxx**”的文件进行相应的操作即可实现对硬件的操作。 比如**最简单的点灯功能**,会有/dev/led这样的驱动文件,应用程序使用**open**函数来打开文件/dev/led,如果要**点亮或关闭led**,那么就使用**write**函数写入开关值,如果要**获取led的状态**,就用**read**函数从驱动中读取相应的状态,使用完成以后使用**close**函数关闭/dev/led这个文件。 ## 2.1 Linux软件分层结构 Linux软件从上到下可以分层4层结构,以控制LED为例: - **应用层**:应用程序使用库提供的open函数打开LED设备 - **库**:库根据open函数传入的参数执行“swi”指令,进而引起CPU异常,进入内核 - **内核**:内核的异常处理函数根据传入的参数找到对应的驱动程序,返回文件句柄给库,进而返回给应用层 - 应用层得到文件句柄后,使用库提供的write或ioctl发出控制指令 - 库根据write或ioctl函数传入的参数执行“swi”指令,进入内核 - 内核的异常处理函数根据传入的参数找到对应的驱动程序 - **驱动**:驱动程序控制硬件,点亮LED 应用程序运行在**用户空间**,而Linux驱动属于内核的一部分,因此驱动运行于**内核空间**。当应用层通过open函数打开/dev/led 这个驱动时,因用户空间不能直接操作内核,因此会使用“**系统调用**”的方法来从用户空间“**陷入**”到内核空间,实现对底层驱动的操作。 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/d66515be08eeef2c3ea23b6105924512.png) 比如**应用程序**调用了open这个函数,则在**驱动程序**中也应有一个对应的open的函数。 ## 2.2 Linux内核驱动操作函数 每一个系统调用,在驱动中都有与之对应的一个驱动函数,在Linux内核文件**include/linux/fs.h**中有个**file_operations**结构体,就是Linux内核驱动操作函数集合: ```c struct file_operations { struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *); ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *); int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *); unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *); int (*mremap)(struct file *, struct vm_area_struct *); int (*open) (struct inode *, struct file *); int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id); int (*release) (struct inode *, struct file *); int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync); int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync); int (*fasync) (int, struct file *, int); /@@*省略若干行...*/ }; ``` 其中有关**字符设备驱动**开发中常用的函数有: - owner:拥有该结构体的模块的指针,一般设置为THIS_MODULE。 - llseek函数:用于修改文件当前的读写位置。 - read函数:用于读取设备文件。 - write函数:用于向设备文件写入(发送)数据。 - poll函数:是个轮询函数,用于查询设备是否可以进行非阻塞的读写。 - unlocked_ioctl函数:提供对于设备的控制功能, 与应用程序中的 ioctl 函数对应。 - compat_ioctl函数:与 unlocked_ioctl功能一样,区别在于在 64 位系统上,32 位的应用程序调用将会使用此函数。在 32 位的系统上运行 32 位的应用程序调用的是unlocked_ioctl。 - mmap函数:用于将将设备的内存映射到进程空间中(也就是用户空间),一般帧缓冲设备会使用此函数, 比如 LCD 驱动的显存,将帧缓冲(LCD 显存)映射到用户空间中以后应用程序就可以直接操作显存了,这样就不用在用户空间和内核空间之间来回复制。 - open函数:用于打开设备文件。 - release函数:用于释放(关闭)设备文件,与应用程序中的 close 函数对应。 - fasync函数:用于刷新待处理的数据,用于将缓冲区中的数据刷新到磁盘中。 - aio_fsync函数:与fasync功能类似,只是 aio_fsync 是异步刷新待处理的 ## 2.3 Linux驱动运行方式 Linux 驱动有两种运行方式: - 将驱动编译进**Linux内核**中, 这样当Linux内核启动的时候就会自动运行驱动程序。 - 将驱动编译成**模块**(扩展名为 **.ko**), 在Linux内核启动以后使用“insmod”命令加载驱动模块。 在驱动开发阶段一般都将其编译为模块,不需要编译整个Linux代码,方便调试驱动程序。当驱动开发完成后,根据实际需要,可以选择是否将驱动编译进Linux内核中。 ## 2.4 Linux设备号 ### 2.4.1 设备号的组成 Linux中每个设备都有一个设备号,设备号由主设备号和次设备号两部分组成。 - 主设备号:表示某一个具体的驱动 - 次设备号:表示使用这个驱动的各个设备 Linux 提供了名为dev_t的数据类型表示设备号,其本质是32位的unsigned int数据类型,其中**高12位为主设备号,低2 位为次设备号**,因此Linux中主设备号范围为**0~4095**。 在文件include/linux/kdev_t.h中提供了几个关于设备号操作的宏定义: ```c #define MINORBITS 20 #define MINORMASK ((1U << MINORBITS) - 1) #define MAJOR(dev) ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS)) #define MINOR(dev) ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK)) #define MKDEV(ma,mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi)) ``` - MINORBITS:表示次设备号位数,一共20位 - MINORMASK:表示次设备号掩码 - MAJOR:用于从dev_t中获取主设备号,将dev_t右移20位即可 - MINOR:用于从dev_t中获取次设备号,取dev_t的低20位的值即可 - MKDEV:用于将给定的主设备号和次设备号的值组合成dev_t类型的设备号 ### 2.4.2 主设备号的分配 主设备号的分配包括静态分配和动态分配 - **静态分配**需要手动指定设备号,并且要注意不能与已有的重复,一些常用的设备号已经被Linux内核开发者给分配掉了,使用“cat /proc/devices”命令可查看当前系统中所有已经使用了的设备号。 - **动态分配**是在注册字符设备之前先申请一个设备号,系统会自动分配一个没有被使用的设备号, 这样就避免了冲突。在卸载驱动的时候释放掉这个设备号即可。 设备号的申请函数: ```c /@@* * dev:保存申请到的设备号 * baseminor:次设备号起始地址,一般baseminor为0 (次设备号以baseminor为起始地址地址开始递) * count:要申请的设备号数量 * name:设备名字 */ int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name) ``` 设备号的释放函数: ```c /@@* * from:要释放的设备号 * count:表示从from开始,要释放的设备号数量 */ void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count) ``` # 3 字符设备驱动开发模板 ## 3.1 加载与卸载 在编写驱动的时候需要注册模块加载和卸载这两种函数: ```c module_init(xxx_init); //注册模块加载函数 module_exit(xxx_exit); //注册模块卸载函数 ``` - `module_init()`用来向Linux内核注册一个模块加载函数,参数xxx_init就是需要注册的具体函数,当使用 “insmod” 命令加载驱动的时候,xxx_init这个函数就会被调用。 - `module_exit()`用来向Linux内核注册一个模块卸载函数,参数xxx_exit就是需要注册的具体函数,当使 用“rmmod”命令卸载具体驱动的时候 xxx_exit函数就会被调用。 字符设备驱动模块加载和卸载模板如下所示: ```c /@@* 驱动入口函数 */ static int __init xxx_init(void) { /@@*入口函数内容 */ return 0; } /@@* 驱动出口函数 */ static void __exit xxx_exit(void) { /@@*出口函数内容*/ } /@@*指定为驱动的入口和出口函数 */ module_init(xxx_init); module_exit(xxx_exit); ``` 驱动编译完成以后扩展名为.ko, 有两种命令可以**加载驱动**模块: - `insmod`:最简单的模块加载命令,用于加载指定的.ko模块,此命令不能解决模块的依赖关系 - `modprobe`:该命令会分析模块的依赖关系,将所有的依赖模块都加载到内核中,因此更智能 modprobe 命令默认会去`/lib/modules/
`目录中查找模块(自制的根文件系统没有这个目录,需要手动创建) **卸载驱动**也有两种命令: - `rmmod`:例如使用`rmmod drv.ko`来卸载 drv.ko这一个模块 - `modprobe -r`:该命令除了卸载指定的驱动,还卸载其所依赖的其他模块,若这些依赖模块还在被其它模块使用,就不能使用 modprobe来卸载驱动模块!!! ## 3.2 注册与注销 对于字符设备驱动而言,当驱动模块加载成功以后需要**注册字符设备**,同样,卸载驱动模块的时候也需要**注销掉字符设备**。 字符设备的**注册函数**原型如下所示: ```c /@@* func: register_chrdev 注册字符设备 * major:主设备号 * name:设备名字,指向一串字符串 * fops:结构体 file_operations 类型指针,指向设备的操作函数集合变量 */ static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops) ``` 字符设备的**注销函数**原型如下所示: ```c /@@* func: unregister_chrdev 注销字符设备 * majo:要注销的设备对应的主设备号 * name:要注销的设备对应的设备名 */ static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name) ``` 一般字符设备的注册在驱动模块的**入口函数 **xxx_init 中进行,字符设备的注销在驱动模块的**出口函数** xxx_exit 中进行。 ```c static struct file_operations test_fops; /@@* 驱动入口函数 */ static int __init xxx_init(void) { /@@* 入口函数具体内容 */ int retvalue = 0; /@@* 注册字符设备驱动 */ retvalue = register_chrdev(200, "chrtest", &test_fops); if(retvalue < 0) { /@@* 字符设备注册失败, 自行处理 */ } return 0; } /@@* 驱动出口函数 */ static void __exit xxx_exit(void) { /@@* 注销字符设备驱动 */ unregister_chrdev(200, "chrtest"); } /@@* 将上面两个函数指定为驱动的入口和出口函数 */ module_init(xxx_init); module_exit(xxx_exit); ``` > 注:选择没有被使用的主设备号,可输入命令“cat /proc/devices”来查看当前已经被使用掉的设备号 ## 3.3 实现设备的具体操作函数 file_operations 结构体就是设备的具体操作函数。 假设对chrtest这个设备有如下两个要求: - 能够实现打开和关闭操作:需要实现 file_operations 中的**open**和**release**这两个函数 - 能够实现进行读写操作:需要实现 file_operations 中的**read**和**write**这两个函数 首先是 **打开(open)、读取(read)、写入(write)、释放(release)** 4个基本操作 ```c /@@*打开设备*/ static int chrtest_open(struct inode *inode, struct file *filp) { /@@*用户实现具体功能*/ return 0; } /@@*从设备读取*/ static ssize_t chrtest_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { /@@*用户实现具体功能*/ return 0; } /@@*向设备写数据*/ static ssize_t chrtest_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { /@@*用户实现具体功能*/ return 0; } /@@*关闭释放设备*/ static int chrtest_release(struct inode *inode, struct file *filp) { /@@*用户实现具体功能*/ return 0; } ``` 然后是 **驱动的入口(init)和出口(exit)** 函数: ```c /@@*文件操作结构体*/ static struct file_operations test_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = chrtest_open, .read = chrtest_read, .write = chrtest_write, .release = chrtest_release, }; /@@*驱动入口函数*/ static int __init xxx_init(void) { /@@*入口函数具体内容*/ int retvalue = 0; /@@*注册字符设备驱动*/ retvalue = register_chrdev(200, "chrtest", &test_fops); if(retvalue < 0) { /@@*字符设备注册失败*/ } return 0; } /@@*驱动出口函数*/ static void __exit xxx_exit(void) { /@@*注销字符设备驱动*/ unregister_chrdev(200, "chrtest"); } /@@*指定为驱动的入口和出口函数*/ module_init(xxx_init); module_exit(xxx_exit); ``` ## 3.4 添加LICENSE和作者信息 LICENSE是必须添加的,否则编译时会报错,作者信息可加可不加。 ```c MODULE_LICENSE() //添加模块 LICENSE 信息 MODULE_AUTHOR() //添加模块作者信息 ``` 总结一下: ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/f510bce8262ed03605c3f37041a92d0e.png) # 4 字符设备驱动开发实验 下面以**正点原子**提供的教程中的chrdevbase这个虚拟设备为例,完整的编写一个字符设备驱动模块。chrdevbase不是实际存在的一个设备,只是为了学习字符设备的开发的流程。 ## 4.1 程序编写 需要分别编写**驱动程序**和**应用程序**。 > 注:为了区分两个程序的打印信息,在**驱动程序**的打印前都添加**“[BSP]”标识**,在**应用程序**的打印前都添加**”[APP]“标识**。 ### 4.1.1 编写驱动程序 - 一些定义 ```c #define CHRDEVBASE_MAJOR 200 /@@*主设备号*/ #define CHRDEVBASE_NAME "chrdevbase" /@@*设备名*/ static char readbuf[100]; /@@*读缓冲区*/ static char writebuf[100]; /@@*写缓冲区*/ static char kerneldata[] = {"kernel data!"}; /@@*内核驱动中的数据,用来测试应用程序读取该数据*/ ``` - 打开、关闭、读取、写入 ```c /@@* * @description : 打开设备 * @param - inode : 传递给驱动的inode * @param - filp : 设备文件,file结构体有个叫做private_data的成员变量 * 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。 * @return : 0 成功;其他 失败 */ static int chrdevbase_open(struct inode *inode, struct file *filp) { printk("[BSP] chrdevbase open!\n"); return 0; } /@@* * @description : 从设备读取数据 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符) * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区 * @param - cnt : 要读取的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 读取的字节数,如果为负值,表示读取失败 */ static ssize_t chrdevbase_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { int retvalue = 0; /@@* 向用户空间发送数据 */ memcpy(readbuf, kerneldata, sizeof(kerneldata)); retvalue = copy_to_user(buf, readbuf, cnt); if(retvalue == 0) { printk("[BSP] kernel senddata ok!\n"); } else { printk("[BSP] kernel senddata failed!\n"); } printk("[BSP] chrdevbase read!\n"); return 0; } /@@* * @description : 向设备写数据 * @param - filp : 设备文件,表示打开的文件描述符 * @param - buf : 要写给设备写入的数据 * @param - cnt : 要写入的数据长度 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * @return : 写入的字节数,如果为负值,表示写入失败 */ static ssize_t chrdevbase_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { int retvalue = 0; /@@* 接收用户空间传递给内核的数据并且打印出来 */ retvalue = copy_from_user(writebuf, buf, cnt); if(retvalue == 0) { printk("[BSP] kernel recevdata:%s\n", writebuf); } else { printk("[BSP] kernel recevdata failed!\n"); } printk("[BSP] chrdevbase write!\n"); return 0; } /@@* * @description : 关闭/释放设备 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符) * @return : 0 成功;其他 失败 */ static int chrdevbase_release(struct inode *inode, struct file *filp) { printk("[BSP] chrdevbase release!\n"); return 0; } ``` - 驱动加载与注销 ```c /@@* * 设备操作函数结构体 */ static struct file_operations chrdevbase_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = chrdevbase_open, .read = chrdevbase_read, .write = chrdevbase_write, .release = chrdevbase_release, }; /@@* * @description : 驱动入口函数 * @param : 无 * @return : 0 成功;其他 失败 */ static int __init chrdevbase_init(void) { int retvalue = 0; /@@* 注册字符设备驱动 */ retvalue = register_chrdev(CHRDEVBASE_MAJOR, CHRDEVBASE_NAME, &chrdevbase_fops); if(retvalue < 0) { printk("[BSP] chrdevbase driver register failed\n"); } printk("[BSP] chrdevbase init!\n"); return 0; } /@@* * @description : 驱动出口函数 * @param : 无 * @return : 无 */ static void __exit chrdevbase_exit(void) { /@@* 注销字符设备驱动 */ unregister_chrdev(CHRDEVBASE_MAJOR, CHRDEVBASE_NAME); printk("[BSP] chrdevbase exit!\n"); } /@@*将上面两个函数指定为驱动的入口和出口函数*/ module_init(chrdevbase_init); module_exit(chrdevbase_exit); ``` - 最后的LIENSE与作者 ```c /@@*LICENSE和作者信息*/ MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("zuozhongkai & xxpcb"); //本篇的程序代码在“正点原子”左大神提供的代码上进行修改 ``` ### 4.1.2 编写应用程序 这里把程序截取为3段分析,**首先看开头**: ```c #include "stdio.h" #include "unistd.h" #include "sys/types.h" #include "sys/stat.h" #include "fcntl.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" static char usrdata[] = {"usr data!"}; /@@*应用程序中的数据,用于测试通过驱动访问写入内核*/ int main(int argc, char *argv[]) { int fd, retvalue; char *filename; char readbuf[100], writebuf[100]; if(argc != 3) { printf("[APP] Error Usage!\n"); return -1; } //参数1是驱动的文件名,用来指定驱动的位置 filename = argv[1]; //【1】打开驱动文件 fd = open(filename, O_RDWR); if(fd < 0) { printf("[APP] Can't open file %s\n", filename); return -1; } printf("[APP] open file: '%s' success\n", filename); ``` 主要是一些头文件和main函数入口,调用main函数时需要传入2个参数(实际是3个参数,函数名本身是默认的第0个参数,不需要手动指定),具体作用为: - 参数0:argv[0],函数名本身,这里不作用途 - 参数1:argv[1],filename,这里不作用途 - 参数2:argv[2],自定义的操作参数,下面函数会讲到,1为从驱动文件中读取,2为向驱动文件中写入数据 **再来看具体操作:** ```c //【2】从驱动文件读取数据 if(atoi(argv[2]) == 1)//参数1表示【读取】内核中的数据 { retvalue = read(fd, readbuf, 50); if(retvalue < 0) { printf("[APP] read file '%s' failed!\n", filename); } else { /@@* 读取成功,打印出读取成功的数据 */ printf("[APP] read data:%s\n",readbuf); } } //【3】向设备驱动写数据 if(atoi(argv[2]) == 2)//参数2表示向内核中【写入】数据 { memcpy(writebuf, usrdata, sizeof(usrdata)); retvalue = write(fd, writebuf, 50); if(retvalue < 0) { printf("[APP] write file %s failed!\n", filename); } else { printf("[APP] write data:'%s' to file ok\n", writebuf); } } ``` **最后是关闭设备**: ```c //【4】关闭设备 retvalue = close(fd); if(retvalue < 0) { printf("[APP] Can't close file %s\n", filename); return -1; } printf("[APP] close file ok\r\n"); return 0; } ``` 关闭即表示不再使用该设备了(若要再使用则重新打开即可),通过关闭驱动文件来实现字符设备驱动的关闭。 ## 4.2 程序编译 ### 4.2.1 编译驱动程序 编译驱动,即编译chrdevbase.c这个文件为.ko 模块,使用Makefile来编译,先创建Makefile: ```makefile KERNELDIR := /home/xxpcb/myTest/imx6ull/kernel/nxp_kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga CURRENT_PATH := $(shell pwd) obj-m := chrdevbase.o build: kernel_modules kernel_modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean ``` 各行含义: - **KERNELDIR**:开发板所使用的Linux内核源码目录 - **CURRENT_PATH**:当前路径,通过运行“pwd”命令获取 - **obj-m**:将 chrdevbase.c 这个文件编译为chrdevbase.ko模块 - **具体的编译命令**:后面的modules表示编译模块,-C 表示切换工作目录到KERNERLDIR目录,M表示模块源码目录 输入“make”命令即可编译,编译后会出现许多编译文件 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/773685fae9454e599f443b5494b90e09.png) > 注:若直接make编译报如下错误,是因为kernel中没有指定编译器和架构,使用了默认的x86平台编译报错。 > >![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/c5f9a3c030ffae98318f02064e65c147.png) > > 修改Kernel工程的顶层Makefile,直接定义ARCH和CROSS_COMPILE 这两个的变量值为 arm 和 arm-linux-gnueabihf- > > (内核篇的介绍见:[i.MX6ULL嵌入式Linux开发3-Kernel移植](https://www.icxbk.com/article/detail?aid=2326)) > > ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/ce7000aa54c3fe4f0c682783c12edd65.png) ### 4.2.2 编译应用程序 编译应用程序不需要内核文件参与,只有一个文件就能编译,因此直接输入指令进行编译: ```sh arm-linux-gnueabihf-gcc chrdevbaseApp.c -o chrdevbaseApp ``` 编译会生chrdevbaseApp,它是32位LSB格式的ARM版本可执行文件 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/8bf2ff6aeba7421c9c48e3921fd10dfa.png) ## 4.3 测试 上一篇文章([i.MX6ULL嵌入式Linux开发6-系统烧写到eMMC与遇到的坑!](https://www.icxbk.com/article/detail?aid=2351))已经实现了系统移植的打包烧录工作,系统已经烧录的EMMC中了。这次我们就直接在这个基础上进行实验。 ### 4.3.1 创建驱动模块目录 加载驱动模块,使用的modprobe命令,会从特定的目录下寻找文件。比如开发板使用的是4.1.15版的Linux内核 ,则是“/lib/modules/4.1.15”这个目录,这个目录一般是没有的,需要根据Linux内核的版本自己创建。 注意这是开发板的文件系统中的路径,可以通过串口连接进入开发板,通过linux指令创建该目录。 ### 4.3.2 发送文件到开发板(TFTP传输) 此次测试首先需要**将ubuntu中编译的文件传输到板子**中运行,怎么传输呢?可以使用**TFTP**传输服务。 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/42dfa41b7c4d1c10190a4cf52594e3d6.png) 在**之前的文章**([i.MX6ULL嵌入式Linux开发2-uboot移植实践](https://www.icxbk.com/article/detail?aid=2317))中已经介绍了如何**在ubuntu中搭建TFTP服务器**。 搭建好TFTP服务后,开始传输文件到开发板具体的传输步骤为: - 开发板连接网线,与ubuntu虚拟机处于同一局域网内 - 确保ubuntu已安装的TFTP服务,并设置了TFTP服务文件夹 - 将ubuntu中编译好的文件**复制到ubuntu的TFTP服务文件夹中**!!! ```sh mv chrdevbaseApp ~/myTest/tftpboot/ mv chrdevbase.ko ~/myTest/tftpboot/ ``` 注:编译完程序,在传输到板子之前,一定要记得把文件先复制到TFTP文件夹中,否则板子获取到的可能是TFTP文件夹中的旧文件。 - 开发板的**串口中通过如下指令**来将ubuntu中的文件传输到开发板中 ```sh cd /lib/modules/4.1.15 /@@*确保在要下载文件的目录中,若已在,则忽略*/ tftp -g -r chrdevbaseApp 192.168.5.101 /@@*获取chrdevbaseApp文件*/ tftp -g -r chrdevbase.ko 192.168.5.101 /@@*获取chrdevbase.ko文件*/ ``` 这里的`-g`代表get,即**下载**文件,`-r`代表remote file,即**远程主机**的文件名,然后是**要下载的文件名**,最后的远程主机ubuntu的**IP地址**。 输入该指令后,可以看到文件传输进度,如下图: ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/bfc735cf087e064a32735a9a9a0fdf59.png) ### 4.3.3 开始测试 驱动文件chrdevbase.ko和应用文件chrdevbaseApp传输到板子中的/lib/modules/4.1.15目录后,就可以测试了。 首先使用`insmod`命令来加载驱动,然后使用`lsmod`查看当前的驱动(只有一个我们刚加载的字符驱动),再使用使用`cat`指令查看devices 信息,确认系统中是否已经列举了该设备,3条指令如下: ```sh insmod chrdevbase.ko lsmod cat /proc/devices ``` 具体是输出信息: ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/3c553aec4a91e6b5a3f5a1b0986eff19.png) 可以看出,系统中存在chrdevbase设备,主设备号为程序中设定的200。 驱动加载后,还要在/dev目录下**创建一个对应的设备节点文件**(应用程序就是通过该节点文件实现对设备的操作)。 输入如下2条命令创建/dev/chrdevbase这个设备节点文件,并查看结果: ```sh mknod /dev/chrdevbase c 200 0 ls /dev/chrdevbase -l ``` ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/0d571a1b3013e507432cf9607ac071ef.png) 至此,**字符设备驱动已经加载完成**,可以测试我们的应用程序了,也就是**读**和**写**: 按照上面程序的设定,1是读,2是写: ```sh ./chrdevbaseApp /dev/chrdevbase 1 ./chrdevbaseApp /dev/chrdevbase 2 ``` - 先来看“读测试”,注意要给chrdevbaseApp可执行的权限,否则无法运行。 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/b3b8bd748f25f6406871f958410b8ad2.png) 图中下部是程序输出信息,但似乎只有BSP驱动程序的的输出,没有APP应用程序的输出,应该是内核打印printk与应用的打印printf冲突了,导致APP的打印被挤掉了。 - 再来看“写测试'',同样也是只有BSP的打印 ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/fe978d178a133297279b252bf2d3bd55.png) ### 4.3.4 打印冲突问题规避 对于打印冲突问题,我们可以先在每个printf前后加个sl
eep(1)的1秒延时,这样可以先避免打印冲突。 增加延时后再次测试,打印正常: ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/4b6390d461ef9ebcb7d10b8d63bfb38e.png) 测试完,最后是rmmod命令卸载模块: ![](https://cf05.ickimg.com/bbsimages/202108/5c37b6e3a1da7a052dd51f8e648d8726.png) # 5 总结 本篇介绍了嵌入式Linux驱动开发中的基础驱动——字符驱动开发的基本模式,使用了一个虚拟的字符设备驱动进行测试,了解驱动程序与应用程序之间的调用关系。
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【花雕体验】16 使用Beetle ESP32 C3控制8X32位WS2812硬屏之二
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