IMX6ULL嵌入式Linux驱动学习笔记（二）

最新推荐文章于 2023-07-22 22:17:38 发布

原创

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#linux #嵌入式

本文介绍IMX6ULL嵌入式Linux平台上的字符设备驱动开发，涵盖驱动的编写、加载与卸载、设备注册及应用程序编写等内容，并提供了一个完整的驱动示例。

IMX6ULL嵌入式Linux驱动学习

IMX6ULL－Linux开发学习

以下内容是我在学习正点原子IMX6ULL开发板alpha中记录的笔记，部分摘录自正点原子IMX6ULL开发手册。

一、字符设备驱动

字符设备驱动的编写主要就是驱动对应的open、close、read、write函数。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模块就行。

module_init(xxx_init); //注册模块加载函数
module_exit(xxx_exit) //注册模块卸载函数

编写驱动的时候注意事项！

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

vscode中设置linux源码所在路径，.vscode/c_cpp_properties.json：

{
     
     
    "configurations": [
        {
     
     
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/home/rabbit/linux/IMX6UL/linux_image/linux-imx-alientek/include", 
                "/home/rabbit/linux/IMX6UL/linux_image/linux-imx-alientek/arch/arm/include", 
                "/home/rabbit/linux/IMX6UL/linux_image/linux-imx-alientek/arch/arm/include/generated/"
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "c11",
            "cppStandard": "c++17",
            "intelliSenseMode": "clang-x64"
        }
    ],
    "version": 4
}

makefile内容

# 内核路径
KERNELDIR := /home/rabbit/linux/IMX6UL/linux_image/linux-imx-alientek

# 当前路径
CURRENT_PATH := $(shell pwd)

# 目标文件
obj-m := chrdevbase.o

# 规则
build : kernel_modules

kernel_modules:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules

clean:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

将编译出来的.ko文件放到根文件系统中。加载驱动会用到加载命令：insmod，modprobe。移除驱动使用命令：rmmod，查看加载的驱动模块命令：lsmod。
- insmod：不会解决模块的依赖关系。
- modprobe：可以处理模块的依赖关系。推荐使用，modprobe会到/lib/modules/内核版本下查找相应的驱动模块，如果没有这个目录，可以自行创建。
对于一个新的模块使用modprode加载的时候需要先调用一下depmod命令来分析可载入模块的相依性。

三、字符设备的注册与注销

我们需要向系统注册一个字符设备，使用函数（即将弃用）：

static inline init register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops)

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（即将弃用）：
```
static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)
```
- major：主设备号，linux下每个设备都有一个设备号，设备号分为主设备号和次设备号两个部分。传入0自动分配。
- 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。

四、设备号

linux内核使用dev_t
```
typedef __kernel_dev_t		dev_t;
typedef __u32 __kernel_dev_t;
typedef unsigned int __u32;
```
其中 dev_t 是一个无符号32位整型数据，其中高12位为主设备号(0～4096，表示同一类设备，比如IIC设备)，低20位为次设备号。
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MKDE(major, minor)即可。

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 (