In 100 Minuten zum eigenen Treiber

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "In 100 Minuten zum eigenen Treiber"

Erwin Stieber
vor 7 Jahren
Abrufe

1 In 100 Minuten zum eigenen Treiber Von den Grundlagen eines Kernelmoduls - bis zur farbigen LED :) Josef Holzmayr - 1

2 Unser Host Processor: AM335x 1GHz ARM Cortex-A8 512MB DDR3 RAM 2GB 8-bit emmc on-board flash storage 3D graphics accelerator NEON floating-point accelerator 2x PRU 32-bit microcontrollers Connectivity USB client for power & communications USB host Ethernet HDMI 2x 46 pin headers Josef Holzmayr - 2

accelerator 2x PRU 32-bit microcontrollers Connectivity USB client for

3 Die Treiber-Zielhardware Components Triple axis accelerometer MMA8452Q Single tricolored surface mount RGB LED 74HC595 Serial Shift Register 7 Segment Display 10k Slider Potentiometer Button Josef Holzmayr - 3

mount RGB LED 74HC595 Serial Shift Register 7

4 Warum Module? Ohne Module Mit Modulen Linux-Kernel Linux-Kernel WiFi USB WiFi USB VGA SATA VGA SATA Josef Holzmayr - 4

5 Minimale Vorbereitungen Für Teil 1 Hardwareunabhängige Beispiele: apt-get install build-essential git linux-headers-$(uname -r) Für Teil 2 Beispiele auf Beaglebone Black: ssh Josef Holzmayr - 5

6 Ein minimales Modul Makefile obj-m := kmw.o KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build PWD := $(shell pwd) all: $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules clean: $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) clean kmw.c #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE( GPL ); Josef Holzmayr - 6

7 in Aktion! 0) Quellcode holen git clone 1) Quellcode vorbereiten git checkout step1 2) Compilieren make clean && make 3) Laden sudo insmod kmw.ko (ab Step 6: kmw-driver.ko kmw-device.ko) 4) Entladen sudo rmmod kmw (ab Step 6: kmw_driver kmw_device) Josef Holzmayr - 7 step1

make 3) Laden sudo insmod kmw.ko (ab Step 6: kmw-driver.ko kmw-device.

8 Ablauf Polling: Modul 1 Modul 2 Modul 3 Event-Based: Modul 1 Modul 2 Modul 1 Modul 3 Jede Funktion wird zyklisch aufgerufen Funktionen werden nach Bedarf aufgerufen Josef Holzmayr - 8

9 Events init/load open/close/ read/write/ hardware/ interrupts/ power manage exit/unload timer Josef Holzmayr - 9

10 Ein Modul mit Effekt! kmw.c #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE( GPL ); static int init kmw_init(void) { printk(kern_info kmw init!\n ); } static void exit kmw_exit(void) { printk(kern_info kmw exit!\n ); } module_init(kmw_init); module_exit(kmw_exit) Josef Holzmayr - 10 step2

$kmw init!\n ); } static void exit kmw_exit(void) { printk(kern_info kmw exit!$

11 Erste Benutzerdaten kmw.c static int kmw_demo_param = 0; module_param(kmw_demo_param, int, 0644); Parameter können beim Laden mit übergeben werden zur Laufzeit gelesen/bearbeitet werden Josef Holzmayr - 11 step3

12 Wann ist ein Modul ein Treiber? Schnittstelle zum Userland Treiber Benutzer Josef Holzmayr - 12

13 Schnittstelle zum Userland - /sys-node /sys//my_attr show store struct device_attribute ssize_t (*show) ( struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf ); ssize_t (*store) ( struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count ); Josef Holzmayr - 13

device_attribute *attr, char *buf ); ssize_t (*store) ( struct device

14 Die Organisation in /sys /sys -- /class -- /xxx - /devices - /drivers - /bus -- /xxx -- /devices - /drivers Josef Holzmayr - 14

15 Class und Bus Class organisiert nach funktionalen Aspekten TTY, sound, dvb Bus bildet einen physikalischen oder logischen Bus ab PCI, USB, CPU Xen, SPI Platform Josef Holzmayr - 15

16 platform-devices/driver kmw.c static struct platform_driver kmw_driver = { };.driver = { },.name = KMWDRIVERNAME,.owner = THIS_MODULE, platform_driver_register(&kmw_driver); platform_driver_unregister(&kmw_driver); Erzeugt das Verzeichnis kmwdriver unter /sys/bus/platform/drivers, in dem wir unseren Treiber zeigen können. Josef Holzmayr - 16 step4

owner = THIS_MODULE, platform_driver_register(&kmw_driver);

17 Fehlerbehandlung Include/linux/platform_device.h extern int platform_driver_register(); extern void platform_driver_unregister(); Fehler: Rückgabewerte < 0 für int IS_ERR() für Zeiger sind in jedem(!) Fall zu prüfen! Josef Holzmayr - 17

platform_driver_unregister(); Fehler: Rückgabewerte < 0

18 Attribute kmw.c static ssize_t kmw_attr_show(struct device_driver * driver, char * buf) { }; return 0; static ssize_t kmw_attr_store(struct device_driver * driver, const char * buf, size_t count) { }; return count; static DRIVER_ATTR(kmw_attr, S_IRUGO S_IWUSR, kmw_attr_show, kmw_attr_store); Josef Holzmayr - 18 step5

$char * buf, size_t count) { }; return count; static DRIVER_ATTR(kmw_attr,$

19 Wann ist ein Modul ein Treiber? Schnittstelle zur Hardware Schnittstelle zum Userland Treiber Hardware Benutzer Josef Holzmayr - 19

20 Aufteilung Device Driver Device: Stellt die Funktionalität einer Hardware über eine definierte Schnittstelle zur Verfügung Driver Nutzt diese Schnittstelle, um eine gewünschte Funktionalität anzubieten Diese werden per probe() und remove() des Treibers aneinander gebunden. WICHTIG: der.name-string muss identisch sein. Josef Holzmayr - 20

gewünschte Funktionalität anzubieten Diese werden per probe() und remove() des

21 Driver probe() und release() Kmw-driver.c: static int kmw_driver_probe(struct platform_device * pdev) { if (strncmp(kmwname, pdev->name, 3) == 0) { return 0; } return -1; }; static int kmw_driver_remove(struct platform_device * pdev) { return 0; }; Josef Holzmayr - 21 step6

22 Die RGB-LED - Theorie Wir brauchen eine Schnittstelle, die Werte binär , oder dezimal 0-7 entgegennimmt und an die Hardware ausgibt. Diese Schnittstelle wird über struct kmw_ops kmw_device_ops bereitgestellt. Josef Holzmayr - 22 step7/ step8

23 Die RGB-LED - Praxis laut Schaltplan folgt: Rot GPIO7 Grün GPIO50 Blau GPIO51 Josef Holzmayr - 23

24 Schnittstelle zur Hardware Beispielfunktion für GPIOs: Ressource 1. int gpio_request(unsigned gpio, const char *label); akquirieren Ressource int gpio_direction_input(unsigned gpio); 2. benutzen int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value); Ressource 3. void gpio_free(unsigned gpio) freigeben Josef Holzmayr - 24

25 Verwendung der GPIOs kmw-device.c static unsigned int kmw_dev_led_red = 7; static unsigned int kmw_dev_led_green = 50; static unsigned int kmw_dev_led_blue = 51; static unsigned int * const kmw_dev_leds[] = { }; void kmw_set_output(unsigned int value) for (i = 0; i < KMW_DEV_LED_COUNT; ++i) gpio_direction_output(*kmw_dev_leds[i], (value & (1L << i))); Josef Holzmayr - 25 step9 step10

26 Bonustrack: Haltezeit Jiffy/jiffies: Periodendauer des Timer-Interrupts HZ: Anzahl Jiffies pro Sekunde timer.h struct timer_list { unsigned long expires; void (*function)(unsigned long); unsigned long data; }; Josef Holzmayr - 26

27 Bonustrack: Haltezeit 1. Timer initialisieren Kerneltimer-Verzögerung void init_timer(struct timer_list *timer) 2. Timer benutzen void add_timer(struct timer_list *timer) int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires) 3. Timer löschen int del_timer_sync(struct timer_list *timer) Josef Holzmayr - 27 step11

28 Happy Hacking! Beispielcode unter: Inklusive Links zu weiterführender Literatur! Josef Holzmayr - 28

Ähnliche Dokumente

EyeCheck Smart Cameras

EyeCheck Smart Cameras 2 3 EyeCheck 9xx & 1xxx Serie Technische Daten Speicher: DDR RAM 128 MB FLASH 128 MB Schnittstellen: Ethernet (LAN) RS422, RS232 (nicht EC900, EC910, EC1000, EC1010) EtherNet / IP