Aula 7 - Criando um Device Driver

Aula 7 - Criando um Device Driver

Este tutorial descreve a criação de um device drive básico

Comando Úteis

• modprobe argumento - Carrega o módulo do kernel do Linux, verificando suas dependências.
• modinfo argumento - Fornece informações sobre o módulo.
• insmod argumento - Carrega o módulo no kernel do Linux.
• rmmod argumento - Remove o módulo no Kernel do Linux.

Informações

No diretório /dev está contido arquivos de dispositivos, arquivos especiais e simples nós para a arvore do sistema de arquivo.

Identificação:

• Major number: identifica o driver associado com o dispositivo, especificando o tipo de dispositvo.
• Minor number: identifica o dispositivo a ele referenciado.

Data Structures Importantes

• File Operations: o file_operations structure é o meio em que o dispositivo "char" estabelece um conexão. Cada campo do file_operations structure implementa específicas funções para manipulação do dispositivo. Cabendo desenvolvedor estabelecer links esntre as funções do file_operation structure e o código. Ex:

struct file_operations scull_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.llseek = scull_llseek,

.read = scull_read,

.write = scull_write,

#retirada nas versão mais novas do kernel

.ioctl = scull_ioctl, 

.open = scull_open,

.release = scull_release,

};

• File Structure: representa abrir um arquivo(open file), ele é criado pelo kernel na abertura sendo passado para qualquer função que opera no arquivo até o último fechamento.
• Inode Structure: é usada internamente pelo kernel para representar arquivos.

Código Exemplo

Quando for programar código para o kernel (módulos, drivers, etc), a Standily Liby C não é usada, por padrão, a implementação tem que usar as funções do próprio kernel.

/*
 * "Hello, world!"
 */

/*
 * Alguns headers necessário para o Device Driver
 */
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

/*
 * A função init() é a primeira função executada quando o módulo
 * é carregado. Ele executará somente uma vez quando o módulo
 * é carregado
*/

static int __init
hello_init(void)
{
printk("Hello, world!\n");
return 0;
}

/*
 * A função macro do Kernel
 */

module_init(hello_init);

/*
 * Similar a init(), essa função é chamada quando queremos
 * descarregar o módulo no kernel
 */

static void __exit
hello_exit(void)
{
printk("Goodbye, world!\n");
}

module_exit(hello_exit);

/*
 * Algumas informações para o módulo
*/
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Jack Beagle <http://embarcadosunifor.blogspot.com.br>");
MODULE_DESCRIPTION("\"Hello, world!\" modulo mínimo");
MODULE_VERSION("printk");

Makefile

Abaixo o exemplo de um makefile, para geração de um modulo para o Hello Word.

# obj-m é uma lista para os modulodos do kernel para build.
# O .o e outros objetos serão automaticamente gerados

obj-m := hello.o

# KDIR é a localização dos arquivos do kernel que
# serão utlizados para da build

KDIR  := /lib/modules/$(shell uname -r)/build

# PWD é o diretório atual e da localização do nosso
# módulo.
PWD   := $(shell pwd)

# Faz a linkagem de nosso modulo e o arquivos do kernel para
# compilar e gerar os arquivos necessários..
default:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

Carregando o módulo

Entre no diretório do projeto:

• make

Para carrega o módulo:

• sudo insmod ./hello.ko

Verificar:

•  dmesg | tail

Remover módulo:

• sudo rmmod hello

Verificar:

•  dmesg | tail

Debugando

• Printk: Fornece mensagens de acordo com o logleves das mensagens

printk (KERN_DEBUG "Erro:% s:% i \ n", __ FILE__, __ line_ & _);

printk (KERN_CRIT "Erro Grave % p \ n", ptr);

Há oito possíveis seqüências de LogLevel definidos no <linux/kernel.h> :

KERN_EMERG

Usado para mensagens de emergência, geralmente aqueles que precedem um acidente.

KERN_ALERT

Uma situação que requer ação imediata.

KERN_CRIT

Condições críticas, muitas vezes relacionados com graves falhas de hardware ou software.

KERN_ERR

Usado para relatar condições de erro; drivers de dispositivos, muitas vezes, usar KERN_ERR relatar dificuldades de hardware.

KERN_WARNING

Avisos sobre situações problemáticas que não, em si mesmos, criar sérios problemas com o sistema.

KERN_NOTICE

Situações que são normais, mas ainda digno de nota. Uma série de condições relacionadas à segurança são relatados a este nível.

KERN_INFO

Mensagens informativas. Muitos motoristas imprimir informações sobre o hardware que encontram no momento da inicialização, a este nível.