第四期 第三讲 我的第一个Linux驱动 第四讲 Linux LED灯驱动实验（直接操作寄存器）第五讲 Linux新字符设备驱动实验

第三讲 我的第一个Linux驱动

一、字符设备驱动框架

字符设备驱动的编写主要就是驱动对应的open、close、read。。。其实就是

file_operations结构体的成员变量的实现。

二、驱动模块的加载与卸载

Linux驱动程序可以编译到kernel里面，也就是zImage，也可以编译为模块，.ko。测试的时候只需要加载.ko模块就可以。

编写驱动的时候注意事项！

1、编译驱动的时候需要用到linux内核源码！因此要解压缩linux内核源码，编译linux内核源码。得到zImage和.dtb。需要使用编译后的到的zImage和dtb启动系统。

2、从SD卡启动，SD卡烧写了uboot。uboot通过tftp从ubuntu里面获取zimage和dtb，rootfs也是通过nfs挂在。

3、设置bootcmd和bootargs

bootargs=console=ttymxc0,115200 rw root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.66:/home/zzk/linux/nfs/rootfs ip=192.168.1.50:192.168.1.66:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off

bootcmd=tftp 80800000 zImage;tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb;bootz 80800000 - 83000000;

4、将编译出来的.ko文件放到根文件系统里面。加载驱动会用到加载命令：insmod，modprobe。移除驱动使用命令rmmod。对于一个新的模块使用modprobe加载的时候需要先调用一下depmod命令。

5，驱动模块加载成功以后可以使用lsmod查看一下。

6，卸载模块使用rmmod命令

三、字符设备的注册与注销

1、我们需要向系统注册一个字符设备，使用函数register_chrdev。

2、卸载驱动的时候需要注销掉前面注册的字符设备，使用函数unregister_chrdev，注销字符设备。

四、设备号

1，Linux内核使用dev_t。

typedef __kernel_dev_t dev_t;

typedef u32 kernel_dev_t;

typedef unsigned int __u32;

2、Linux内核将设备号分为两部分：主设备号和次设备号。主设备号占用前12位，次设备号占用低20位。

3、设备号的操作函数，或宏

从dev_t获取主设备号和次设备号，MAJOR(dev_t)，MINOR(dev_t)。也可以使用主设备号和次设备号构成dev_t，通过MKDEV(major，minor)

五、file_operations的具体实现

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);

int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);

ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);

unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);

int (*check_flags)(int);

int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);

ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int);

ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int);

int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock , void );

long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset,

loff_t len);

void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f);

#ifndef CONFIG_MMU

unsigned (*mmap_capabilities)(struct file *);

#endif

};

六、字符设备驱动框架的搭建

七、应用程序编写

Linux下一切皆文件，首先要open

八、测 试

1、加载驱动。

modprobe chrdevbase.ko

2，进入/dev查看设备文件，chrdevbase。/dev/chrdevbase。但是实际没有，因为我们没有创建设备节点。

mknod /dev/chrdevbase c 200 0

3、测试

./chrdevbaseAPP /dev/chrdevbase

八、chrdevbase虚拟设备驱动的完善

要求：应用程序可以对驱动读写操作，读的话就是从驱动里面读取字符串，写的话就是应用向驱动写字符串。

1、chrdevbase_read驱动函数编写

驱动给应用传递数据的时候需要用到copy_to_user函数。

第四讲 Linux LED灯驱动实验（直接操作寄存器）

一、地址映射

1、裸机LED灯实验就是操作6ULL的寄存器。

2，Linux驱动开发也可以操作寄存器，Linux不能直接对寄存器物理地址进行读写操作，比如寄存器A物理地址为0X01010101。裸机的时候可以直接对0X01010101这个物理地址进行操作，但是linux下不行。因为linux会使能MMU。

在linux里面操作的都是虚拟地址，所以需要先得到0X01010101这个物理地址对应的虚拟地址。

获得物理物理地址对应的虚拟地址使用ioremap函数。

第一个参数就是物理地址其实大小，第二个参数就是要转化的字节数量。0X01010101，开始10个地址进行转换，

va=ioremap(0X01010101, 10).

卸载驱动的时候：

iounmap(va);

二、LED灯字符设备驱动框架搭建

1、uboot下载系统失败，以前都能成功，突然不能下载怎么解决？

首先，保证正个网段内开发板的IP地址和ubuntu的IP地址是唯一的，测试哪个IP地址有冲突，比如ubuntu的192.168.1.66有被其他设备占用，如果有占用就改一个没被占用的IP地址。

三、驱动程序编写

1、初始化时钟、IO、GPIO等等。

2、初始化完成以后进行测试，但是如果你烧写/用的是正点原子提供的linux内核，这个时候LED灯默认被配置为了心跳灯，必须关闭心跳灯。

四、应用程序编写

五、测试

1、加载驱动

2、创建设备节点

mknod /dev/led c 200 0

第五讲 Linux新字符设备驱动实验

一、新字符设备驱动原理

二、自动创建设备节点

三、文件私有数据

四、实验程序与应用程序编写

五、测试