|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
このページは｢24環境｣の情報です 第１８回 EEPROM デバイスドライバ編(CAT709) †海老原祐太郎
2004/1/12
第１６回 デバイスドライバ入門編(CAT709)を発展させ、今回はEEPROMのドライバを実装します。~
CAT709には512byte EEPROM内蔵RTC(時計IC)が実装されています。 仕様書より †CAT709の仕様書4ページ目より抜粋。
 RTC9701JE内蔵の512バイトシリアルEEPROM
コンパイル方法 †第１６回のcat709port.cに対して追加で書き足しました。minor番号3と4を追加しました。 基本的にはデバイスドライバの開発は開発機で行います。 説明するよりもコードを載せたほうが早いので、コードを載せます。 /*
* cat709port.c
* for linux-2.4 kernel
* written by Y.Ebihara
* 2004/1/12 Version 1.0
*/
/* Makefile は次のようになる
# cat709のカーネルを展開してビルドしたディレクトリを指定する
KERNEL=/home/ebihara/cat709-root-dir/usr/src/linux
CFLAGS=-O2 -I${KERNEL}/include
CC=sh3-linux-gcc
all:cat709port.o
clean:
rm *.o
*/
#define MODULE
#define __KERNEL__
#define DEFAULT_MAJOR_NUM 241
#define DEVNAME "cat709port"
/* control register */
#define PCCR 0xa4000104
#define PDCR 0xa4000106
#define PLCR 0xa4000114
/* data register */
#define PCDR 0xa4000124
#define PDDR 0xa4000126
#define PJDR 0xa4000130
#define PLDR 0xa4000134
enum miscport_minor{
DIPSW, // 0
LED1, // 1
LED2, // 2
EEPROM1, // 3
EEPROM2, // 4
MINOR_MAX
};
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/semaphore.h>
// EEPROM 関連
#define EEPROM1_OFFSET 0
#define EEPROM1_SIZE 0x100
#define EEPROM2_OFFSET 0x100
#define EEPROM2_SIZE 0xf0
void rtc9701je_eeprom_write(unsigned char *from, int addr, int len);
void rtc9701je_eeprom_read(unsigned char *to, int addr, int len);
static struct semaphore eeprom_sem;
/* -------------------------------------------------------- */
/* I/O access */
/* 実際のI/O操作を行う関数 */
/* -------------------------------------------------------- */
// inb(), outb() はcat709_port_map()によるアドレス変換の対象となる
// 一方、ctrl_outb(), ctrl_inb()はアドレス変換の対象とならない。
// 従って物理番地を直接書きたいときは ctrl_ を使う（速度も速い）
// unsigned char ctrl_inb(unsigned long 物理番地)
// ctrl_outb(unsigned char データ, unsigned long 物理番地)
static void init_cat709port(){
// initialize
}
/* LED OUTPUT */
/* led=1 or 2, data= 1 or 0 */
static void cat709_led(int led, int data){
int x;
led &= 0x3;
led <<= 6;
x=ctrl_inb(PJDR);
if(data)
x &= ~led;
else
x |= led;
ctrl_outb(x,PJDR);
}
/* DIPSW INPUT */
static int cat709_dipsw(void){
int x1,x2;
x1 = ~ctrl_inb(PJDR) >> 1;
x2 = x1 >> 1;
return (x1 & 0x01) | (x2 & 0x0e);
}
/* -------------------------------------------------------- */
/* file operation method */
/* キャラクター型デバイスドライバ */
/* -------------------------------------------------------- */
// 大雑把に言うと ユーザープロセスはデバイスファイルを「ファイルとみなして」
// open() し read(), write()を行う。
// デバイスメソッドは プロセスから呼び出される『サブルーチン』と思えば
// 大体あっている
// 従って open()やread(), write() は カーネル空間のテキストだが
// 『pidを持ったまま』プロセスのコンテキストとして走行する。
// このドライバをプロセスが open() したときに呼び出される
static int cat709port_open(struct inode *inode, struct file *filp){
int minor;
// マイナー番号取得マクロ
minor=MINOR(inode->i_rdev);
if(minor > MINOR_MAX){
printk("<1>cat709port open() error");
return -ENODEV;
}
// モジュールの『利用度』を１あげる
MOD_INC_USE_COUNT;
// filp->private_data は void* 型の変数で、プロセンス単位(openされる毎)の
// データは private_data に保存する。
// *filpは すべてのデバイスメソッドで引数としてやってくるので
// filp->private_data はすべてのデバイスメソッドから参照することができる。
// 変数がひとつで足りないときは 構造体の形をあらかじめ定義しておいて
// open()時にkmalloc() で構造体の実態を作り、ポインタを private_data に格納する。
// もちろん デバイスをclose() するときに kfree()することを忘れないように
filp->private_data = (void*)minor;
return 0;
}
static int cat709port_close(struct inode *inode, struct file *filp){
// モジュールの『利用度』を１下げる
MOD_DEC_USE_COUNT;
return 0;
}
static int cat709port_read(struct file *filp, char *user_buf,size_t count,loff_t *ppos){
unsigned char buffer[255];
int len;
int data;
int minor;
minor=(int)(filp->private_data);
switch(minor){
case DIPSW:
data=cat709_dipsw();
len=sprintf(buffer,"%d\n",data);
// copy_to_user(転送先,転送元,バイト長) で
// ユーザープロセスにデータを返す
copy_to_user(user_buf,buffer,len);
return len; // 転送バイト数を返す
case EEPROM1:
if(down_interruptible(&eeprom_sem)){ // セマフォを得られるまで待機
return -ERESTARTSYS; // セマフォの取得に失敗した
}
if((*ppos) + count > EEPROM1_SIZE)
count=EEPROM1_SIZE - (*ppos);
rtc9701je_eeprom_read(buffer,EEPROM1_OFFSET + (*ppos),count);
copy_to_user(user_buf,buffer,count);
*ppos += count;
up(&eeprom_sem); // セマフォの開放
return count;
case EEPROM2:
if(down_interruptible(&eeprom_sem)){ // セマフォを得られるまで待機
return -ERESTARTSYS; // セマフォの取得に失敗した
}
if((*ppos) + count > EEPROM2_SIZE)
count=EEPROM2_SIZE - (*ppos);
rtc9701je_eeprom_read(buffer,EEPROM2_OFFSET + (*ppos),count);
copy_to_user(user_buf,buffer,count);
*ppos += count;
up(&eeprom_sem); // セマフォの開放
return count;
}
return 0;
// 戻り値は
// 負:エラー
// 0 :end-of-file に到達
// 正:転送したバイト数
// としなければならない
}
static int cat709port_write(struct file *filp, const char *user_buf,size_t count,loff_t *ppos){
char buffer[256];
int data;
switch((int)(filp->private_data)){
case LED1:
copy_from_user(buffer,user_buf,1);
if(buffer[0]=='0')
cat709_led(1, 0);
else if(buffer[0]=='1')
cat709_led(1, 1);
return count;
case LED2:
copy_from_user(buffer,user_buf,1);
if(buffer[0]=='0')
cat709_led(2, 0);
else if(buffer[0]=='1')
cat709_led(2, 1);
return count;
case EEPROM1:
if(down_interruptible(&eeprom_sem)){ // セマフォを得られるまで待機
return -ERESTARTSYS; // セマフォの取得に失敗した
}
if((*ppos) + count > EEPROM1_SIZE)
count=EEPROM1_SIZE - (*ppos);
copy_from_user(buffer,user_buf,count);
rtc9701je_eeprom_write(buffer,EEPROM1_OFFSET + (*ppos),count);
*ppos += count;
up(&eeprom_sem); // セマフォの開放
return count;
case EEPROM2:
if(down_interruptible(&eeprom_sem)){ // セマフォを得られるまで待機
return -ERESTARTSYS; // セマフォの取得に失敗した
}
if((*ppos) + count > EEPROM2_SIZE)
count=EEPROM2_SIZE - (*ppos);
copy_from_user(buffer,user_buf,count);
rtc9701je_eeprom_write(buffer,EEPROM2_OFFSET + (*ppos),count);
*ppos += count;
up(&eeprom_sem); // セマフォの開放
return count;
}
return count;
// 戻り値は
// 負:エラー
// 0 :end-of-file に到達
// 正:転送したバイト数
// としなければならない
// write()の時は、ユーザープロセスが書き出ししたかったバイト数(count)を
// 全部返してあげるのでユーザープロセスは大満足する(^-^)
}
// file_operations構造体とはジャンプテーブルやベクターテーブルのようなもので
// デバイスファイルを open() read() write() close() されたときに呼び出す
// 関数一覧である
static struct file_operations cat709port_fops = {
owner:THIS_MODULE, // おまじない
read:cat709port_read, // read
write:cat709port_write, // write
open:cat709port_open, // open
release:cat709port_close // close
};
/* -------------------------------------------------------- */
/* driver module load / unload */
/* -------------------------------------------------------- */
// モジュールがロードされたとき(insmod されたとき)は
// init_module()が呼ばれる
// 戻り値は
// 負:エラー発生
// 0 :正常終了
// とする。負を返すとモジュールは常駐しない
static int init_module(void){
printk("<1>cat709port hello\n");
sema_init(&eeprom_sem,1); // セマフォ初期化
// register_chrdev(メジャー番号, デバイス名,
// ファイルオペレーションズ構造体へのポインタ)
// で、カーネルに対してキャラクタ型デバイスドライバの登録を行う
if(register_chrdev(DEFAULT_MAJOR_NUM,DEVNAME,&cat709port_fops) != 0){
printk("<1>cat709port register fail\n");
return -1;
}
// ハードウェア的な初期化
init_cat709port();
return 0;
}
// モジュールがアンロードされたときき (rmmod されたとき)は
// cleanup_module()が呼び出される
static void cleanup_module(void){
printk("<1>cat709port goodby\n");
unregister_chrdev(DEFAULT_MAJOR_NUM,DEVNAME);
}
MODULE_LICENSE("GPL");
/*
ちなみにこのドライバの使い方は以下の通り
■ 準備
# rommode rw
# mkdir /lib/modules/2.4.21/kernel/drivers/misc
# cp cat709port.o /lib/modules/2.4.21/kernel/drivers/misc
# depmod -a
# modprobe cat709port
メジャー番号241, マイナー番号0
# mknod /dev/cat709dipsw c 241 0
# chmod 444 /dev/cat709dipsw
メジャー番号241, マイナー番号1
# mknod /dev/cat709led1 c 241 1
# chmod 666 /dev/cat709led1
メジャー番号241, マイナー番号2
# mknod /dev/cat709led2 c 241 2
# chmod 666 /dev/cat709led2
メジャー番号241, マイナー番号3
# mknod /dev/cat709eeprom1 c 241 3
# chmod 666 /dev/cat709eeprom1
メジャー番号241, マイナー番号4
# mknod /dev/cat709eeprom2 c 241 4
# chmod 666 /dev/cat709eeprom2
■ 使い方
$ cat /dev/cat709dipsw
0〜15が読める
$ echo 1 > /dev/cat709led1
LED1が点灯する
$ echo 0 > /dev/cat709led2
LED2が消灯する
$ cat /dev/cat709eeprom1
EEPROM1の領域を表示する
$ echo "hello" > /dev/cat709eeprom1
EEPROM1に書き込みを行う
*/
Makefileは以下のようになります。
KERNEL=/home/ebihara/cat709-root-dir/usr/src/linux
CFLAGS=-O2 -I${KERNEL}/include
CC=sh3-linux-gcc
all:cat709port.o
clean:
rm *.o # rmの前にはTABを入れてね
コンパイルは make するだけです。 $ make $ file cat709port.o cat709port.o: ELF 32-bit LSB relocatable, Hitachi SH, version 1 (SYSV), not stripped デバイスドライバのロードと実行 ~ †以下の作業は CAT709 で行います。 ドライバを組み込む # insmod /NFSマウント/開発機のどこかのディレクトリ/cat709port.o cat709port hello 組み込まれたか確認する # lsmod Module Size Used by Not tainted cat709port 1468 0 ds 6332 0 (unused) sh3_ss 3212 3 pcmcia_core 34880 0 [ds sh3_ss] メジャー番号を調べる # cat /proc/devices Character devices: 1 mem 2 pty 3 ttyp 4 ttyS 5 cua 10 misc 90 mtd 108 ppp 128 ptm 136 pts 162 raw 204 ttySC 205 cusc 241 cat709port ←241番に登録された 254 pcmcia そうしたらデバイスファイルも作ります。 # rommode rw メジャー番号241, マイナー番号3 # mknod /dev/cat709eeprom1 c 241 3 # chmod 666 /dev/cat709eeprom1 メジャー番号241, マイナー番号4 # mknod /dev/cat709eeprom2 c 241 4 # chmod 666 /dev/cat709eeprom2 # rommode ro 実際に使ってみます $ echo "hello" > /dev/cat709eeprom1 EEPROM1に書き込みを行う $ cat /dev/cat709eeprom1 EEPROM1空間が読める $ cat /dev/cat709eeprom2 console=ttySC0,115200 root=1f02 ro カーネル起動パラメータが読めます $ echo "console=ttySC0,115200 root=1f02 ro " > /dev/cat709_eeprom2 カーネル起動パラメータの変更ができます。 /dev/cat709eeprom1は256バイトのユーザーデータ用領域として使えます。 組 込 み †ドライバの動作検証ができたのでCAT709に保存します。 以下の作業は CAT709で行います。 # rommode rw # mkdir /lib/modules/2.4.21/kernel/drivers/misc # cp cat709port.o /lib/modules/2.4.21/kernel/drivers/misc # depmod -a # vi /etc/modules 1行追加する cat709port # rommode ro /etc/modules ファイルにモジュール名を追加しておくと、 詳しくは †ここで取り上げたのはlinuxデバイスドライバの一番簡単な例です。 |
