लिनक्स कर्नेल मॉड्यूल से चमकती एलईडी

सभी को नमस्कार। इस लेख में मैं एक सरल लिनक्स कर्नेल मॉड्यूल बनाने का अनुभव साझा करना चाहता हूं। यह लेख उन लोगों के लिए उपयोगी होगा जो यह समझना चाहते हैं कि कर्नेल मॉड्यूल कैसे लिखें, लेकिन यह नहीं पता कि कहां से शुरू करें।

मैं लंबे समय से इस विषय को समझना चाहता था, लेकिन हाल ही में जब तक मैं यह नहीं जानता था कि यह कैसे करना है। मैं चाहता था कि मॉड्यूल पर्याप्त सरल हो, लेकिन "हैलो दुनिया!" संदेश की तुलना में अधिक जटिल है। एक लॉग फ़ाइल में आउटपुट। अंत में, मैंने एक एलईडी चमकाने की कोशिश करने का फैसला किया। एक अतिरिक्त लक्ष्य sysfs में पलक आवृत्ति के लिए जिम्मेदार पैरामीटर को कम करना था।

प्रयोग के लिए, मैंने उबंटू लिनक्स के साथ ऑरेंज पाई वन बोर्ड (कर्नेल संस्करण 3.4.113) का उपयोग किया। कर्नेल मॉड्यूल के निर्माण के लिए, आपको gcc कंपाइलर, मेक यूटिलिटी, और कर्नेल हेडर फ़ाइलों की आवश्यकता होती है। शीर्ष लेख फ़ाइलों को स्थापित करने के लिए, निम्न कमांड चलाएँ:

sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r) 

इसके बाद, मैं अपनी राय में मॉड्यूल के सबसे दिलचस्प हिस्सों का विश्लेषण करूंगा। अंतरिक्ष को बचाने के लिए, मैं यहां सभी कोड नहीं दूंगा, यह मेक फाइल के साथ जीथब पर उपलब्ध है।

मॉड्यूल में, मैंने हेडर फ़ाइलों का उपयोग किया है:

 #include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/gpio.h> #include <linux/hrtimer.h> #include <linux/moduleparam.h> 

कर्नेल मॉड्यूल को लिखने के लिए कर्नेल मॉड्यूल, gpio.h वास्तव में जिम्मेदार है, gpio.h वास्तव में जिम्मेदार है।

सिस्टम के कर्नेल में उनके चर और कार्यों को चमकाने के लिए नहीं, उन सभी को स्थिर के रूप में वर्णित किया जाना चाहिए। बस मामले में, मैं ध्यान देता हूं कि कर्नेल सी और स्टेटिक में लिखा गया है, सी ++ के विपरीत, इसका मतलब है कि ऑब्जेक्ट केवल निष्पादन योग्य फ़ाइल के अंदर उपलब्ध है।

प्रवेश बिंदु है:

 static int blink_module_init(void) 

यहां मैं उन चरों को आरंभीकृत करता हूं, जिनका मैं भविष्य में उपयोग करूंगा, जिनमें शामिल हैं:

 gpio_timer_interval = ktime_set(gpio_blink_interval_s, 0); 

ktime_set डेटा के वांछित संख्या (gpio_blink_interval_s) और नैनोसेकंड्स (0) देकर ktime_t डेटा प्रकार को आरंभ करता है। भविष्य में, इस चर का उपयोग टाइमर द्वारा किया जाएगा।

निम्नलिखित GPIO का उपयोग करने के लिए एक अनुरोध है:

 err = gpio_request(BLINK_PIN_NR, "blink_led"); 

यह फ़ंक्शन 0 पर वापस आता है यदि सफल होता है, तो भविष्य में मैं जांचता हूं कि यह वापस आ गया। अगला, चयनित पिन सिग्नल आउटपुट पर सेट किया जाना चाहिए और डिफ़ॉल्ट मान निर्दिष्ट करना चाहिए।

 err = gpio_direction_output(BLINK_PIN_NR, GPIOF_INIT_LOW); 

यदि कोई त्रुटि नहीं थी, तो प्रारंभ करें और टाइमर शुरू करें

 hrtimer_init(&gpio_blink_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL); gpio_blink_timer.function = &gpio_blink_timer_callback; hrtimer_start(&gpio_blink_timer, gpio_timer_interval, HRTIMER_MODE_REL); 

टाइमर कॉलबैक फ़ंक्शन gpio_blink_timer_callback होगा। इस फ़ंक्शन में, मैं पिन मूल्य को विपरीत में बदलता हूं

 gpio_value ^= 0x01; gpio_set_value(BLINK_PIN_NR, gpio_value); 

मैं पूछता हूं कि अगली बार कब काम करना चाहिए

 hrtimer_forward_now(&gpio_blink_timer, gpio_timer_interval); 

और HRTIMER_RESTART पर वापस लौटें।

अब, आइए देखें कि किसी प्रकार के चर को sysfs में कैसे दिखाया जाए। इसके लिए मैं एक मैक्रो का उपयोग करता हूं

 module_param_cb(gpio_blink_interval_s, &kp_ops, &gpio_blink_interval_s, 0660); 

इस मैक्रो का पहला पैरामीटर sysfs में फ़ाइल नाम है। दूसरी कॉलबैक फ़ंक्शन वाली डेटा संरचना है। तीसरा पैरामीटर वास्तविक चर के लिए एक सूचक है और चौथे फाइल की अनुमति sysfs में है।

Kp_ops के फ़ंक्शंस को तब कहा जाता है जब उपयोगकर्ता sysfs फ़ाइल के मूल्यों को बदलता है या इसके मूल्य को पढ़ता है। यहां बताया गया है कि मैंने उन्हें कैसे आरंभ किया:

 static const struct kernel_param_ops kp_ops = { .set = &set_blink_interval, .get = &get_blink_interval }; 

इस मामले में, सेट ब्याज का है, क्योंकि यह एक नया मान सेट करता है, gpio_timer_interval।

 gpio_timer_interval = ktime_set(gpio_blink_interval_s, 0); 

बाहर निकलने के बिंदु पर, मैंने उपयोग किए गए सभी संसाधनों को साफ़ कर दिया

 static void blink_module_exit(void) { hrtimer_cancel(&gpio_blink_timer); gpio_set_value(BLINK_PIN_NR, 0); gpio_free(BLINK_PIN_NR); printk(KERN_ALERT "Blink module unloaded\n"); } 

प्रविष्टि और निकास बिंदुओं को संबंधित मैक्रोज़ में इंगित किया जाना चाहिए

 module_init(blink_module_init); module_exit(blink_module_exit); 

यह सभी महत्वपूर्ण बिंदुओं का वर्णन करता है। अगर पाठकों के पास कोई प्रश्न है, तो मुझे टिप्पणियों में उनका जवाब देने में खुशी होगी।