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• 字元裝置驅動(二)按鍵點燈
  • 資料互動
  • 實體地址訪問
  • 查詢方式按鍵
  • 測試

title: 字元裝置驅動(二)按鍵點燈
tags: linux
date: 2018-11-21 18:06:37
toc: true
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字元裝置驅動(二)按鍵點燈

資料互動

使用者記憶體和核心記憶體是獨立的，在各自的地址空間實現。核心與使用者函式互動需要使用copy_from_user和copy_to_user.為什麼?點這個

1. 直接使用那個地址很不安全，如果應用程式傳過來一個非法地址，就有可能panic系統。或者應用程式可以給出一個指標指向kernel地址(>PAGE_OFFSET)，那樣就可以隨意訪問kernel page資料。
2. 對於大多數有MMU的平臺，情況就有了一些變化：使用者空間傳過來的指標是在虛擬地址空間上的，它指向的虛擬地址空間很可能還沒有真正對映到實際的物理頁面上。

實體地址訪問

Linux 的驅動程式直接操作不了實體地址,需要使用虛擬地址去對映,使用函式ioremap,釋放使用iounmap

gpio_va = ioremap(0x56000000, 0x100000);
iounmap(gpio_va);

查詢方式按鍵

目的: 通過查詢方式查到按鍵按下,列印按鍵值,如果按鍵被按下的話,點亮led.

驅動程式設計

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>



volatile unsigned long *gpfcon;
volatile unsigned long *gpfdat;
volatile unsigned long *gpgcon;
volatile unsigned long *gpgdat;


static struct class *drv_class;
static struct class_device  *drv_class_dev;

static int drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    int minor = MINOR(inode->i_rdev);
    printk("drv_open=%d\n",minor);

    /* 配置GPF0,2為輸入引腳 */
    *gpfcon &= ~((0x3<<(0*2)) | (0x3<<(2*2)));
    /* 配置GPG3,11為輸入引腳 */
    *gpgcon &= ~((0x3<<(3*2)) | (0x3<<(11*2)));

    /* 配置GPF4,5,6為輸出 */
    *gpfcon &= ~((0x3<<(4*2)) | (0x3<<(5*2)) | (0x3<<(6*2)));
    *gpfcon |= ((0x1<<(4*2)) | (0x1<<(5*2)) | (0x1<<(6*2)));

    return 0;
}

static ssize_t drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
    //int minor =  MINOR(file->f_dentry->d_inode->i_rdev);
    //printk("drv_write=%d\n",minor);

    int val;
    copy_from_user(&val, buf, count); //    copy_to_user();

    if (val == 1)
    {
        // 點燈
        *gpfdat &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
    }
    else
    {
        // 滅燈
        *gpfdat |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6);
    }
    return 0;
}

static ssize_t drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
    /* 返回4個引腳的電平 */
    unsigned char key_vals[4];
    int regval;

    if (size != sizeof(key_vals))
        return -EINVAL;

    /* 讀GPF0,2 */
    regval = *gpfdat;
    key_vals[0] = (regval & (1<<0)) ? 1 : 0;
    key_vals[1] = (regval & (1<<2)) ? 1 : 0;
    /* 讀GPG3,11 */
    regval = *gpgdat;
    key_vals[2] = (regval & (1<<3)) ? 1 : 0;
    key_vals[3] = (regval & (1<<11)) ? 1 : 0;

    copy_to_user(buf, key_vals, sizeof(key_vals));
    
    return sizeof(key_vals);
}


static struct file_operations drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,    /* 這是一個巨集，推向編譯模組時自動建立的__this_module變數 */
    .open   =   drv_open,     
    .write  =   drv_write,
    .read   =   drv_read,      
};

static int major;
static int drv_init(void)
{
    int minor=0;
    major=register_chrdev(0, "drv", &drv_fops); // 註冊, 告訴核心
    drv_class = class_create(THIS_MODULE, "drv");
    drv_class_dev = class_device_create(drv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz%d", minor);

    gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
    gpfdat = gpfcon + 1;
    gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16);
    gpgdat = gpgcon + 1;
    return 0;
}

static void drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(major, "drv"); // 解除安裝
    class_device_unregister(drv_class_dev);
    class_destroy(drv_class);
    iounmap(gpfcon);
    iounmap(gpgcon);
}

module_init(drv_init);
module_exit(drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

 

測試程式設計

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    int val = 1;
    unsigned char key_vals[4];
    int cnt = 0;

    if (argc <= 1)  {printf("nofile select !\n"); return ;}
    fd = open(argv[1], O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!\n");
    }
    
    while (1)
    {
        read(fd, key_vals, sizeof(key_vals));
        if (!key_vals[0] || !key_vals[1] || !key_vals[2] || !key_vals[3])
        {
            val=1;
            printf("%04d key pressed: %d %d %d %d\n", cnt++, key_vals[0], key_vals[1], key_vals[2], key_vals[3]);
            write(fd, &val, 4);
        }
        else
        {
            val=0;
            write(fd, &val, 4);
        }
    }
    return 0;
}
 

測試

1. 載入驅動insmod dri.ko

2. 測試執行./test /dev/xyz0

3. 按鍵按下,列印按鍵的同時點燈

4. 執行後使用ctrl+c終止程式,使用ctrl+z程式休眠,繼續輸入q退出,使用ps命令還能看到,但是使用top命令看到使用cpu為0,使用kill -9 pid關閉程序

   CTRL+Z停止程序並放入後臺
   jobs 顯示當前暫停的程序
   fg %N 使第N個任務在前臺執行
   bg %N 使第N個任務在後臺執行（%前有空格）

5. 啟用後臺執行./test /dev/xyz0 &

6. 檢視下佔用率top,佔用99%

7. 關閉程式才能解除安裝模組

   ps 檢視任務pid
   kill -9 pid #關閉程序
   rmmod dri.ko 解除安裝程式