uClinux学习笔记之三 uClinux驱动开发初步
uClinux和linux的驱动开发是一致的,只是调试的方式不一样，学习uClinux的驱动开发也就是学习linux驱动开发的过程。linux驱动的调试需要至少一台电脑，外加像GDB，KDBG这样的源码级的内核调试工具，如果装一个虚拟机的话，那么只需要一台电脑即可了，但这样对电脑的性能有更高的要求。对于像uClinux的驱动调试，则最好是有开发板，也可以用模拟器。在ARM芯片上的移植是uClinux的一个重要应用。而最常用的仿真ARM的模拟器有国人开发的开源软件skyeye，不仅可以仿真ARM内核，并对以ARM作为内核的芯片作了进一步的支持。可以用skyeye -h 开查看skyeye能仿真的ARM芯片。当然，也可以对skyeye作一些扩展以满足自己的要求。以下是如何在uClinux添加驱动的过程。
一、编写一个简单的字符驱动程序
//---------------------------------------------mydevice.c-------------------------------------------
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
#define MAJOR_NUM 254 //主设备号
#define DRIVER_NAME "mydevice"
static ssize_t mydevice_read(struct file *, char *, size_t, loff_t*);
static ssize_t mydevice_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t*);
//初始化字符设备驱动的file_operations结构体
struct file_operations mydevice_fops =
{
.read = mydevice_read,
.write = mydevice_write,
};
static int global_var = 0; //"mydevice"设备的全局变量
int mydevice_init(void)
{
int ret;
//注册设备驱动
printk("<0> mydevice_init /n");
ret = register_chrdev(MAJOR_NUM,DRIVER_NAME,&mydevice_fops);
printk("<0> register_chr_dev return %d /n",ret);
if (ret < 0)
{
printk("<0>mydevice register failed /n");
}
else
{
printk("<0>mydevice register success /n");
}
return ret;
}
void mydevice_exit(void)
{
printk("<0>mydevice_exit!/n");
unregister_chrdev(MAJOR_NUM,DRIVER_NAME);
}
static ssize_t mydevice_read(struct file *filp,char *buf,size_t len,loff_t *off)
{
//copy global_var from kernel space to user space
if(copy_to_user(buf,&global_var,sizeof(int)))
{
return -EFAULT;
}
return sizeof(int);
}
static ssize_t mydevice_write(struct file *filp,const char *buf,size_t len,loff_t *off)
{
//copy data from user sapce to kernel space
if(copy_from_user(&global_var,buf,sizeof(int)))
{
return -EFAULT;
}
return sizeof(int);
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
二、将驱动静态编译进uClinux内核
要将一个写好的驱动加入uClinux,需要对配置文件和Makefile作一些修改，由于我们的这个驱动程序是作为一个字符型驱动程序，我们把mydevice.c拷到(uClinux目录)/(linux 内核目录)/drivers/char目录下。并对这个目录下的Config.in和Makefile以及mem.c作一些修改。
1、 修改Config.in:
在comment 'Character devices' 这行底下加上以下一行：
bool 'support for mydevice' CONFIG_MYDEVICE y
2、 修改Makefile
在
#
# uClinux drivers
#
下加上以下内容:
obj-$(CONFIG_MYDEVICE) += mydevice.o
3、 修改mem.c
mem.c主要是初始化一些以虚拟设备，这些设备通常是以内存作为基础“设备”的，我们把mydevice的初始化代码加入其中：
在mem.c文件的起始位置加上以下代码：
#ifdef CONFIG_MYDEVICE
extern int mydevice_init(void);
#endif
修改mem.c的chr_dev_init函数
if (devfs_register_chrdev(MEM_MAJOR,"mem",&memory_fops))
printk("unable to get major %d for memory devs/n", MEM_MAJOR);
memory_devfs_register();
rand_initialize();
#ifdef CONFIG_MYDEVICE
mydevice_init();
#endif
#ifdef CONFIG_I2C
i2c_init_all();
#endif
4、 编译mydevice驱动
所有要作的修改就是这么简单，接下来的问题就是怎样将我们的驱动编译进内核了
(1) 配置内核
运行make menuconfig
进入Kernel/Library/Defaults Selection菜单
选上Customize Kernel Settings
退出并保存设置
在新出现的菜单中进入Character devices子菜单
选上support for mydevice
退出并保存设置
用make dep和make命令生成内核镜像和内存文件系统镜像
三、测试我们的驱动
如何与我们的驱动打交道呢，答案当然是建立一个应用程序了，在《学习笔记之二》中已经详细讲解了如何将一个应用程序加入uClinux，现在我们就来看看怎样在应用程序里调用我们的驱动。
为了让我们驱动能够为应用程序所用，必须事先创建一个文件结点，在通用linux 系统中我们可以用mknod命令，建立的结点会出现在/dev目录下。但是在嵌入式linux系统uClinux中，更好的办法是让uClinux在启动时为我们做这些事：
打开（uClinux目录）/vendors/GDB/ARMulator-EB目录下的Makefile文件，作些修改,如下：
(注：请根据配置时在Vendor/Product Selection菜单里的选择来选择vendors下的相应Makefile)
DEVICES = /
mydevice,c,254,0 /
tty,c,5,0 console,c,5,1 cua0,c,5,64 cua1,c,5,65 /
其中mydevice,c,254,0就是我们添加的内容，各项的含义分另是：
mydevice :设备名
c :字符设备
254 ：主设备号
0 ：副设备号
下面来看看我们的测试程序:
//----------------------------------hello.c--------------------------------------
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
int fd,num;
fd = open("/dev/mydevice",O_RDWR,S_IRUSR | S_IWUSR);
if(fd != -1 )
{
read(fd,&num,sizeof(int));
printf("The globalvar is %d /n",num);
printf("please input the num written to globalvar /n");
scanf("%d",&num);
write(fd,&num,sizeof(int));
read(fd,&num,sizeof(int));
printf("the globalvar is %d /n",num);
close(fd);
}
else
{
printf("device open failure /n");
}
}
这段代码应该很好理解，首先打开设备，然后写入再读出来
配置好后重新编译内核，用skyeye仿真
到此，我们已经开始uClinux驱动开发之旅了
参考资料：
http://dev.yesky.com/186/2623186.shtml