全志V3S开发板驱动展示(linux demo驱动开发)

1.前言

本文描述了基于全志V3S开发板的简单驱动程序和测试应用程序的设计流程。我们设计的驱动程序和测试程序极其简单，适合初学者上手学习。

软件运行的硬件环境是基于V3S开发板中的全志V3S处理器，该处理器集成了一个1.2GHz工作主频的单ARM CortexTM-A7 核，芯片内部集成了64MB DRAM 存储器。

软件设计是基于linux3.4内核。

2.设计流程概述

设计的步骤依次是：

步骤一：编写一个demo_driver.c的驱动程序。

步骤二：编写makefile文件。

步骤三：编写一个demo_app.c的应用程序。

步骤四：在V3S开发板中安装demo_driver驱动程序，并测试demo_app应用程序。

linux系统是一个分层结构，我们设计的demo_driver位于内核中的驱动部分，demo_app位于用户级。

3.编写驱动程序

编写一个demo_driver.c的驱动程序，驱动程序源码如下：

/**
*********************************************************************************************************
*                                        		demo_driver
*                                      (c) Copyright 2021-2031
*                                         All Rights Reserved
*
* @File    : 
* @By      : liwei
* @Version : V0.01
* 
*********************************************************************************************************
**/

/**********************************************************************************************************
Includes 
**********************************************************************************************************/
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>

/**********************************************************************************************************
Define
**********************************************************************************************************/
#define    DRIVER_MAJOR     188
#define    DEVICE_NAME     "demo_driver"


/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static int demo_open(struct inode *inode, struct file *file)
{	
	printk(KERN_EMERG "======================demo_open======================\n");
	return 0;
}
/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static ssize_t demo_write(struct file *file, const char __user * buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
    printk(KERN_EMERG "======================demo_write======================\n");
    return 0;
}
/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static ssize_t demo_read(struct file *file,  char __user * buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
    printk(KERN_EMERG "======================demo_read ======================\n");  
    return 0;
}
/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static int demo_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk(KERN_EMERG "======================demo_close ======================\n");
    return 0;
}

/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static struct file_operations demo_flops = 
{
	.owner  =   THIS_MODULE,
	.open   =   demo_open,     
	.write  =   demo_write,
	.read 	=  	demo_read,
	.release =  demo_close,
};

/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static int __init demo_init(void)
{
    int ret;
 		
	//注册设备
    ret = register_chrdev(DRIVER_MAJOR,DEVICE_NAME, &demo_flops);

    if (ret < 0) 
	{
      printk(KERN_EMERG DEVICE_NAME " can't register major number.\n");
      return ret;
    }
	else
	{
		printk(KERN_EMERG DEVICE_NAME " ======================demo init======================\n");
	}

    return 0;
}
/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
static void __exit demo_exit(void)
{
    unregister_chrdev(DRIVER_MAJOR, DEVICE_NAME);
    printk(KERN_EMERG DEVICE_NAME " ======================demoexit======================\n");
}


module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
/***********************************************END*******************************************************/

编译驱动程序依赖linux内核源码环境，需要把驱动C文件放在linux源码目录中，通过编译linux内核的方式得到驱动ko文件。

为了得到驱动ko，我们在easyboard/corelinux/v3ssdk/linux-3.4/drivers/char目录下面创建一个demo_driver的文件夹，并把demo_driver.c程序拷贝到demo_driver的文件夹中。

4.编写makefile

我们通过编译linux内核的方式得到驱动ko文件，为了在编译内核时得到相应的驱动，我们需要在linux-3.4内核代码中增加和修改Makefile文件（Makefile的作用指定了工程编译的方法和步骤）。
首先我们修改easyboard/corelinux/v3ssdk/linux-3.4/drivers/char目录下Makefile文件，在Makefile文件内容最末行加入一行代码：

obj     = demo_driver/

这句代码的意思是：编译内核时，子目录demo_driver/下的文件也将进行编译。

我们在easyboard/corelinux/v3ssdk/linux-3.4/drivers/char/demo_driver中创建一个Makefile文件，同时在Makefile文件中加入一行代码：

obj-m		 = demo_driver.o

这句代码的意思是：编译当前目录中的demo_driver.c文件，输出一个demo_driver.ko的驱动文件。

准备好demo_driver.c文件和Makefile文件后，我们执行编译内核指令。

./linux_docker_build.sh

内核编译需要等待10分钟左右。

经过上述一波操作，我们得到了demo_driver.ko的驱动文件。

到目前为止我们的代码设计工作完成了50% ，如下图所示：

5.编写应用程序

编写一个demo_app.c的应用程序，程序源码如下：

/**
*********************************************************************************************************
*                                        		demo_driver
*                                      (c) Copyright 2021-2031
*                                         All Rights Reserved
*
* @File    : 
* @By      : liwei
* @Version : V0.01
* 
*********************************************************************************************************
**/

/**********************************************************************************************************
Includes 
**********************************************************************************************************/
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <unistd.h>



/***********************************************************************************************************
* @描述	:  
***********************************************************************************************************/
int main(int arvc, char *argv[])
{
	int fd;
	int value = 0;
	printf("==========demo_test==================\n");
	//打开驱动 
	fd = open("/dev/demo_driver",O_RDWR);

	while(1)
	{
		//执行驱动读操作
		read(fd,&value,4);
		sleep(1);
		//执行驱动写操作
		write(fd,&value,4);
		sleep(1);	
		
		printf("==========run==================\n");
	}
	return 0;

}
/***********************************************END*******************************************************/

将应用程序源码放在虚拟机的任意一个目录中如：/home/easyboard/work/demo

然后我们在终端中进入/home/easyboard/work/demo目录，在该目录下执行如下gcc编译指令：

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o demo_app demo_app.c

于是我们得到一个demo_app可执行文件。

在虚拟机中我们利用交叉编译工具，直接编译即可得到V3S目标板的可执行文件。

到目前为止我们的代码设计工作完成100%，如下图所示：

6.安装驱动及运行应用程序

经过上述操作，我们得到了demo_driver.ko和demo_app两个文件，我们使用SecureCRTPortable工具将这两个文件传输到V3S开发板中。（传输手段不限，用自己熟悉的方法将文件复制到开发板中即可）

完成文件传输后，我们需要先安装我们编译的驱动ko文件，然后运行测试程序，操作流程如下：

操作一：执行安装驱动指令：

insmod demo_driver.ko 

操作二：执行创建文件节点指令：

mknod /dev/demo_driver c 188 0

188的是设备号，我们在设计的驱动C文件中有如下定义：

/**********************************************************************************************************
Define
**********************************************************************************************************/
#define    DRIVER_MAJOR     188
#define    DEVICE_NAME     "demo_driver"

操作三（可选）：执行查看驱动设备指令：

ls /dev

此时我们看到Linux内核中已经包含了我们驱动设备，如下图所示：

操作四：执行修改demo_app文件权限指令：

chmod 777 demo_app

操作五：执行运行demo_app指令：

./demo_app

demo_app运行结果如下：

注意：设备重启后，需要重新加载驱动！

7.总结

编译驱动程序依赖linux内核源码环境，我们设计的驱动文件放需要在linux源码目录中，同时编写Makefile文件，最终通过编译内核的方式得到驱动ko文件。

在虚拟机中使用交叉编译工具，可以编译得到可执行文件。

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