【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!
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