ok6410学习笔记（8.mmap地址映射之led驱动）

论坛元老

Rank: 8 Rank: 8

UID: 852665

1^#

打印

字体大小: tT

bingchentiao发表于 2013-12-17 19:29 | 只看该作者

ok6410学习笔记（8.mmap地址映射之led驱动）

  前两节说mmap可以映射到真实的物理地址上面去，所有就打算把ok6410的#define GPMCON (*(volatile unsigned int *)0x7f008820)和#define GPMDAT (*(volatile unsigned int *)0x7f008824)两个寄存器地址映射上去，然后实现对led的控制。细节就不说了，直接上代码。
   1.这个驱动弄了两天，有一个问题一定要注意到就是(unsigned long)(0x7f008000)>>PAGE_SHIFT  这个求页桢的东西会把后12位全都清零，导致地址写错，比如GPMCON地址是0x7f008820，对于这个就要加0x820，因为后12位清零了，千万注意！！！！

2.还有一个常见的问题就是size=vma->vm_end-vma->vm_start这个值，如果在mmap的申请中的大小是小于1024*4的，size就是1024*4，如果申请的是大于4*1024的分配的就是8*1024。
   3.第三问题就是系统调用mmap返回的void*地址，应该是在内存中已经分配好了虚拟地址的，不需要再malloc的，mmap中有地址分配的过程。
本节代码：memdev.c
[cpp] view plain copy

/**************************************************************************
文件名： memdev.c
日期： 2013/06/03
头文件： memdev.h
功能：简单字符驱动(开辟一块内存当做字符驱动进行读写) 此为驱动部分
环境： Redhat企业版5 内核版本2.6.18-53.el5
作者： Hao
流程： 1.分配设备号(a.静态申请 b.动态分配)
2.创建设备文件(a.手动创建mknod(需要设备号)注“设备名和设备文件名” b.自动创建)
3.设备注册(a.设备注册分配 b.设备注册初始化 c.设备注册添加)
4.实现file_operation中的函数
5.设备注销(cdev_del)
6.设备号注销
***************************************************************************/
#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/system.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/atomic.h>
#include "memdev.h"
MODULE_AUTHOR("Hao");
MODULE_LICENSE("GPL");
static
int mem_major=MEMDEV_MAJOR; //定义主设备号(定义一个全局变量在read write memdev_exit中都能用 )
module_param(mem_major, int, S_IRUGO);//接收模块参数主设备号
struct mem_dev *mem_devp; //定义mem设备描述结构体指针
struct cdev c_dev; //设备注册分配替换了struct cdev *cdev_alloc() 全局变量都可以使用
struct
class *mem_class; /*设备的类*/
/**************************************************************************
函数名： mem_open
函数功能: 文件打开函数使private_data指向字符驱动模块
函数参数: inode存储文件物理信息的结构(包含设备号) file结构
函数返回值: 返回0为正常执行
***************************************************************************/
int mem_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
struct mem_dev *dev;
int num = MINOR(inode->i_rdev); //获得次设备号
if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)
return -ENODEV; //判断是否次设备号不正确
dev = &mem_devp[num];
filp->private_data = dev; /*不是很了解private_data
宋宝华的linux设备驱动开发详解，93页写到私有数据指针private_data在设备驱动中背广泛使用，大多数指向设备驱动自定义用于描述设备的结构体。*/
return 0;
}
/**************************************************************************
函数名： mem_release
函数功能: 文件关闭函数
函数参数: inode存储文件物理信息的结构(包含设备号) file结构
函数返回值: 返回0为正常执行
***************************************************************************/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/**************************************************************************
函数名： mem_read
函数功能: 文件读取函数
函数参数: struct file *filp(open的时候系统产生的结构，根据inode来的)
char __user *buf 存储读取数据的空间
size_t size 读取的大小 size_t应该就是typedef unsigned int的类型
loff_t *ppos 当前文件指针的位置
函数返回值: 返回ret 正常应该是size的值
***************************************************************************/
static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos; //保存下文件指针的当前位置
unsigned int count=size;
int ret = 0;
struct mem_dev *dev = filp->private_data; //private_data是一个空指针用来接收各种数据的传递
if (p >= MEMDEV_SIZE) //判断文件指针是否有效
return 0;
if (count > MEMDEV_SIZE - p)//判断读取的大小是否比剩余的内存大小还大
count = MEMDEV_SIZE - p;
if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))//把字符设备模块从内核空间拷贝到用户空间
{
ret = - EFAULT;
}
else
{
*ppos += count;
ret = count;
printk(KERN_EMERG "read %d bytes(s) from %ld\n", count, p);
}
return ret;
}
/**************************************************************************
函数名： mem_write
函数功能: 文件写函数
函数参数: 参数同read函数
注意：struct file *filp，char __user *buf和size_t size是内核从应用层api-fread中传递下来的
具体是怎么传递的不详看内核代码 Read_write.c
函数返回值: 返回size为正常执行
***************************************************************************/
static ssize_t mem_write(struct file *filp, const
char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
struct mem_dev *dev = filp->private_data;
if (p >= MEMDEV_SIZE)//MEMDEV_SIZE为内存最大值
return 0;
if (count > MEMDEV_SIZE - p)
count = MEMDEV_SIZE - p;
if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count)) //从应用程序的角度看写是从用户到内核
ret = - EFAULT;
else {
*ppos += count;// 不知道这里用filp->f_pos+=count行不行因为我觉得filp->f_pos和ppos是一个地址
ret = count;
printk(KERN_EMERG "written %d bytes(s) from %ld\n", count, p);
}
return ret;
}
/**************************************************************************
函数名： mem_llseek
函数功能: 文件位置指针定位函数
函数参数: struct file *filp
loff_t offset偏移量
int whence 三种可能SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END
函数返回值: 返回0为正常执行
***************************************************************************/
static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{
loff_t newpos; //定义中间变量
switch(whence) {
case 0: /* SEEK_SET */
newpos = offset;
break;
case 1: /* SEEK_CUR */
newpos = filp->f_pos + offset;
break;
case 2: /* SEEK_END */
newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;
break;
default: /* can't happen */
return -EINVAL;
}
if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE)) //判断newpos是否有效
return -EINVAL;
filp->f_pos = newpos; //赋值定位
return newpos;
}
/**************************************************************************
函数名： mem_map
函数功能: 映射函数将物理地址和虚拟地址建立页表
函数参数:
函数返回值: 返回0为正常执行
***************************************************************************/
static
int mem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
{
struct mem_dev *dev = filp->private_data;
vma->vm_flags|=VM_IO;
vma->vm_flags|=VM_RESERVED;
if(remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,(unsigned long)(0x7f008000)>>PAGE_SHIFT,vma->vm_end-vma->vm_start, vma->vm_page_prot))
return -EAGAIN;
printk(KERN_EMERG "NOW is in kernel mmap!!!\n");
printk(KERN_INFO "[size = %ld]\n", (unsigned long)(vma->vm_end-vma->vm_start));
return 0;
}
static
const
struct file_operations mem_fops = //定义此字符设备的file_operations
{ //这里是对结构体整体赋值的方式
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = mem_llseek, //函数名都可以自己定义都是函数指针
.mmap = mem_mmap,
.read = mem_read,
.write = mem_write,
.open = mem_open,
.release = mem_release,
};
/**************************************************************************
函数名： memdev_init
函数功能: 内核模块入口函数
函数参数: 无
函数返回值: 返回0为正常执行返回result为设备号获取不成功
返回- ENOMEM为内存分配不成功
***************************************************************************/
static
int memdev_init()
{
int i;
int result;
dev_t dev_num=MKDEV(mem_major,0);//将主设备号和次设备号转换成32位的设备号给静态申请设备号用的
if(mem_major)
result=register_chrdev_region(dev_num,2,"newmemdev");//静态申请设备号为dev_num 2个设备设备名为“newmemdev”
else
{
result=alloc_chrdev_region(&dev_num,0,2,"newmemdev");//动态分配设备号设备名可以在/proc/devices文件中找与/dev路径找文件不同因为一个设备文件一个次设备号
mem_major = MAJOR(dev_num);//获得主设备号
}
if (result < 0)
{
return result; //判断动态分配是否成功不成功则退出函数
}
/*设备注册分配已经在前面完成了为全局变量*/
cdev_init(&c_dev,&mem_fops);//设备注册初始化将设备号dev_num和file_operation建立联系
c_dev.owner = THIS_MODULE;//*****************貌似可以屏蔽吧*********************
cdev_add(&c_dev,dev_num,2);//设备注册添加设备号为dev_num 设备数为2个
mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);//开辟2个字符设备模块大小的空间
if (!mem_devp) /*判断是否分配内存成功*/
{
result = - ENOMEM;
goto fail_malloc;
}
memset(mem_devp, 0, MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev)); //将初始化2个字符设备模块大小的空间清零
mem_class = class_create(THIS_MODULE, "mem_class_name");//创建设备类
device_create(mem_class, NULL, MKDEV(mem_major, 0), NULL, "memdev0"); //创建设备文件文件名为memdev0
for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++) //对字符设备模块结构赋值
{
mem_devp.size = MEMDEV_SIZE;
mem_devp.data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);//因为data是指针所以继续对其开辟4k空间了
memset(mem_devp.data, 0, MEMDEV_SIZE);
}
return 0;
fail_malloc: //如果内存分配不成功直接注销设备号
unregister_chrdev_region(dev_num, 1);/*但是不明白的是 1.为什么只注销一个次设备的设备号 2.为什么不先注销cdev_dev*/
return result;//虽然这里不懂但不深究了因为很少出现内存分配不成功的情况(在学习练习的时候)
}
/**************************************************************************
函数名： memdev_exit
函数功能: 内核模块退出函数
函数参数: 无
函数返回值: 无
***************************************************************************/
static
void memdev_exit(void)
{
cdev_del(&c_dev);//设备注销
kfree(mem_devp);//释放开辟的内存空间
/*这里貌似没有释放mem_devp.data的指针是不是应该kfree(mem_devp[1].data)*/
/*这里有一个问题就是那两个内存分配为什么要分配两次为什么释放一次我试过貌似第二次不分配也可以*/
device_destroy(mem_class, MKDEV(mem_major, 0));/*注销设备*/
class_destroy(mem_class); /*删除类*/
unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2);//设备号注销
}
module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);

memdev.h
[cpp] view plain copy

/**************************************************************************
文件名： memdev.c
日期： 2013/05/12 17:21
头文件： memdev.h
功能： 简单字符驱动(开辟一块内存当做字符驱动进行读写) 此为驱动部分
环境： Redhat企业版5 内核版本2.6.18-53.el5
作者： Hao
流程： 1.分配设备号(a.静态申请 b.动态分配)
 2.创建设备文件(a.手动创建mknod(需要设备号)注“设备名和设备文件名” b.自动创建)
 3.设备注册(a.设备注册分配 b.设备注册初始化 c.设备注册添加)
 4.实现file_operation中的函数
 5.设备注销(cdev_del)
 6.设备号注销
***************************************************************************/

#ifndef _MEMDEV_H_

#define _MEMDEV_H_

#ifndef MEMDEV_MAJOR

#define MEMDEV_MAJOR 251 /*预设的mem的主设备号*/

#endif

#ifndef MEMDEV_NR_DEVS

#define MEMDEV_NR_DEVS 2 /*设备数*/

#endif

#ifndef MEMDEV_SIZE

#define MEMDEV_SIZE 4096 /*开辟的内存大小*/

#endif

/*mem设备描述结构体*/

struct mem_dev
{
 char *data;
 unsigned long size;
};

#endif /* _MEMDEV_H_ */

appmem.c
[cpp] view plain copy

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <sys/mman.h>

#include <fcntl.h>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

void delay(volatile unsigned int time)
{
volatile unsigned int x,y;
for(x=0;x<2000;x++)
 for(y=0;y<time;y++);
}

int main()
{
 int fd;
 int i;
 volatile unsigned char *map;
 volatile unsigned int *GPMCON;
 volatile unsigned int *GPMDAT;
 volatile unsigned int *GPMPUD;
 char buf[100];
 if(-1==(fd=open ("/dev/memdev0", O_RDWR)))
 {
 printf("open dev0 error\n");
 _exit(EXIT_FAILURE);
 }
 map = (volatile unsigned char*)mmap(NULL,1024*5, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
 if(map == NULL)
 {
 printf("mmap err!\n");
 return 0;
 }

 GPMCON=(volatile unsigned int*)(map+0x820);
 GPMDAT=(volatile unsigned int*)(map+0x824);
 GPMPUD=(volatile unsigned int*)(map+0x828);
 *GPMCON&=~0xffff;
 *GPMCON|=0x1|(0x1<<4)|(0x1<<8)|(0x1<<12);
 *GPMDAT|=0xf;
 printf("init is finishing!\n");
 while(1)
 {
 for(i=0;i<4;i++)
 {
 *GPMDAT=~(1<<i);
 delay(1500);
 }
 }
 munmap((char*)map,1024*5);
 close(fd);
}

makefile
[plain] view plain copy

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m := memdev.o

else

KDIR := /guoqian/linux/linux-2.6.36
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers modul*

endif

makefile x86 记录下这个文件
[plain] view plain copy

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := memdev.o
else
KDIR :=/lib/modules/2.6.18-53.el5/build
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers
endif

收藏分享评分

回复引用

订阅 TOP

返回列表