第四十六讲 设备驱动

文章目录

• 第四十六讲 设备驱动
• • 一、sysfs
  • • 1、发展
    • 2、sysfs简介
    • 3、kobject
    • 4、kobj_type
  • 二、设备驱动实验
  • • 1、代码
    • 2、Makefile
    • 3、实验步骤

一、sysfs

1、发展

• 早期内核（2.4版本之前）没有统一的设备驱动模型

• 2.4-2.6版本期间使用devfs，挂载在/dev目录下

• 2.6版本之后引入sysfs，挂载在/sys目录

  将设备进行分类、分层，统一进行管理

  配合udev/mdev守护进程动态创建设备文件，命令规则自由制定

2、sysfs简介

Linux 系统通过 sysfs 体现设备驱动模型

• sysfs 是一个虚拟文件系统
• 目录对应的 inode 节点会记录基本驱动对象，从而将系统中的设备组成层次结构
• 用户可以读写目录下的不同文件来配置对象的不同属性

设备驱动模型基本元素

• kobject：sysfs 中的一个目录，常用来表示基本驱动对象，不允许发送消息到用户空间
• kset：sysfs 中的一个目录，常用来管理 kobject ，允许发送消息到用户空间
• kobj_type：目录下属性文件的操作接口

（kset可批量管理kobject，kobject无法批量管理kobject）

3、kobject

konject_create_and_add 函数

• 初始化并创建kobject对象（kobject_create）

• 创建一个目录项并与kobject对象关联（kobject_add）

  kobject_create

  • 申请内存存放kobject对象（kzalloc）

  • 初始化kobject函数（kobject_init）

    kobject_init

    初始化kobject对象里面成员变量（kobject_init）、

    设置目录属性文件操作接口

    ​ kobject_init

    ​ 初始化kobject对象里面成员变量

• kobject_add

  获取第一个可变参数，可变参数函数的实现与函数传参的栈结构有关

  设置object参数（kobject_add_varg）

  • kobject_add_varg

    设置kobject名称

    设置parent指针

    设置kobject和kset（kobject_add_internal）

  • kobject_add_internal

    如果parent为空，parent设置为kobj->kset->kobj

    把该kobject加入到kset链表的末尾

    第二次设置kobj的parent指针

    创建目录（create_dir）

4、kobj_type

（这里就不讲了，原因很简单，这里也是函数调用关系，而且视频中省略了很多东西，这里说出来反而不好，有需要可以去追源码）

感兴趣的可以看看这篇博文

二、设备驱动实验

1、代码

/*
 * @LastEditors: 夜雨
 * @Date: 2021-12-28 20:46:33
 * @LastEditTime: 2021-12-28 23:36:43
 * @FilePath: \004kobject\kobject.c
 */
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/kobject.h>

/*gpio 映射地址*/
static void __iomem *GPIO_CCM_CCGR1;
static void __iomem *GPIO_MUX_GPIO1_PIN4;
static void __iomem *GPIO_PAD_GPIO1_PIN4;
static void __iomem *GPIO_DR;
static void __iomem *GPIO_GDIR;

/*显示属性*/
static char kbuf[1024] = {0};
static ssize_t ledShow(struct kobject *kobject, struct kobj_attribute *attr,char *buf)
{
    return sprintf(buf, "123");
}

/*调用read 函数会使用到这里*/
static ssize_t ledStroe(struct kobject *kobject,struct kobj_attribute *attr,const char *buf, size_t count)
{
    unsigned long val = 0;

    val = ioread32(GPIO_GDIR);
    if(strstr(buf, "on") != NULL)
    {
        val &= ~(0x01 << 4);
    }
    else
    {
        val |= (0x01 << 4);
    }
    iowrite32(val, GPIO_GDIR);
    return count;
}
static struct kobj_attribute ledAttr = __ATTR(led, 0664, ledShow, ledStroe);

static struct attribute *attrs[] = 
{
    &ledAttr.attr,
    NULL,
};
static struct attribute_group attrGrup =
{
    /* data */
    .attrs = attrs,
};
static __init int ledInit(void)
{
    struct kobject *kobj;
    unsigned int val = 0;

    /*寄存器映射*/
    GPIO_CCM_CCGR1      = ioremap(0x20c406c, 4);
    GPIO_MUX_GPIO1_PIN4 = ioremap(0x20e006c, 4);
    GPIO_PAD_GPIO1_PIN4 = ioremap(0x20e02f8, 4);
    GPIO_DR             = ioremap(0x209c004, 4);
    GPIO_GDIR           = ioremap(0x209c000, 4);

    /*使能 gpio 时钟（为了方便全部使能）*/
    iowrite32(0xffffffff, GPIO_CCM_CCGR1);

    /*将 gpio 设置为普通 io*/
    iowrite32(0x05, GPIO_MUX_GPIO1_PIN4);

    /*设置 gpio 属性*/
    iowrite32(0x10b0, GPIO_PAD_GPIO1_PIN4);

    /*设置 gpio 为输出*/
    iowrite32(1 << 4, GPIO_DR);

    /*关闭 led 灯*/
    iowrite32(1 << 4, GPIO_GDIR);

    /*创建 kobject 对象*/
    kobj = kobject_create_and_add("kobject_led", NULL);

    /*为kobject设置属性文件*/
    sysfs_create_group(kobj, &attrGrup);
    printk("<1>""led module init!");
}
static void __exit ledExit(void)
{
    printk("<1>""led module exit!");
}


module_init(ledInit);
module_exit(ledExit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Yeyu");
MODULE_DESCRIPTION("My param module!");
MODULE_ALIAS("param_module");

2、Makefile

KERNEL_DIR=../../ebf_linux_kernel/build_image/build/

ARCH=arm
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
export  ARCH  CROSS_COMPILE

obj-m := kobject.o 

all:
	$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) modules

.PHONE:clean copy

clean:
	$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) clean	

copy:
	sudo  cp  *.ko  /home/dragon/nfsshare

3、实验步骤

与前面字符设备方法移植

• 编译代码生成 .ko 文件
• 将 ko 文件复制到共享文件夹
• 打开开发板
• 连接 nfs 至共享文件夹
• 加载 ko 模块
• 进入目录 /sys/kobject_led
• 输入命令sudo sh -c "echo on>led"灯亮
• 输入命令’sudo sh -c “echo off>led”'灯灭