Syst`emes embarqu´es 4

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embarqu´es 4 J.-M Friedt

Syst` emes embarqu´ es 4

J.-M Friedt

FEMTO-ST/d´ epartement temps-fr´ equence jmfriedt@femto-st.fr

transparents ` a jmfriedt.free.fr

5 septembre 2020

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embarqu´es 4

J.-M Friedt

Interfaces de communication

• Le noyau acc` ede au mat´ eriel et garantit l’int´ egrit´ e des acc` es

• L’espace utilisateur (plusieurs processus) acc` ede aux ressources au travers des requˆ etes au noyau

• Interface “classique” : /dev o` u “tout” est fichier

¹

• Interface uniforme en terme de p´ eriph´ erique repr´ esent´ e :

/sys/class (PWM, IIO, ...) et /sys/bus (PCI, USB, SPI ...) : pas de nouvel IOCTL pour chaque p´ eriph´ erique de la mˆ eme classe

• communication par chaˆınes ASCII

• contient ` a la fois les canaux de donn´ ees (ex-read/write) et de configuration (ex-ioctl)

1. cependant, chaque ioctl etait unique à chaque périphérique, donc 2 DACs devaient être reprogrammés selon les ioctl spécifiques

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Plateforme/pilote

• des pilotes sont charg´ es en m´ emoire et sont associ´ es ` a certains p´ eriph´ eriques (VID :PID en USB, nom en SPI)

• les pilotes sont appel´ es par une plateforme, potentiellement plusieurs fois, avec la configuration mat´ erielle acquise lors du boot ou de l’insertion du p´ eriph´ erique,

• ⇒ appels ´ ev` enementiels aux pilotes

• platform est le p´ eriph´ erique g´ en´ erique : /sys/devices/platform

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Plateforme

• cr´ e´ ee en fonction de la description du p´ eriph´ erique : pour une plateforme g´ en´ erique (/sys/bus/platform/devices/simple*)

s t a t i c s t r u c t p l a t f o r m d r i v e r g p i o s i m p l e d r i v e r = { . p r o b e = g p i o s i m p l e p r o b e ,

. r e m o v e = g p i o s i m p l e r e m o v e , . d r i v e r = { . name = " s i m p l e ", },

};

alors que pour une interface SPI

s t a t i c s t r u c t s p i d r i v e r a d 5 6 2 4 r d r i v e r = { . p r o b e = a d 5 6 2 4 r p r o b e ,

. r e m o v e = a d 5 6 2 4 r r e m o v e , . d r i v e r = { . name = " a d 5 6 2 4 r ",

. o w n e r = THIS MODULE , },

. i d t a b l e = a d 5 6 2 4 r i d , };

⇒ d´ efinition des fonctions appel´ ees lors du chargement (probe) et d´ echargement (remove)

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Plateforme

Enregistrement de la plateforme aupr` es du noyau :

s t a t i c s t r u c t p l a t f o r m d e v i c e ∗p d e v ; s t a t i c i n t i n i t g p i o s i m p l e i n i t (v o i d)

{r e t = p l a t f o r m d r i v e r r e g i s t e r (& g p i o s i m p l e d r i v e r ) ; p d e v= p l a t f o r m d e v i c e r e g i s t e r s i m p l e (" s i m p l e ", 0 , NULL , 0 ) ; }

s t a t i c v o i d e x i t g p i o s i m p l e e x i t (v o i d) {p l a t f o r m d e v i c e u n r e g i s t e r ( p d e v ) ;

p l a t f o r m d r i v e r u n r e g i s t e r (& g p i o s i m p l e d r i v e r ) ; }

m o d u l e i n i t ( g p i o s i m p l e i n i t ) m o d u l e e x i t ( g p i o s i m p l e e x i t )

fait appel aux m´ ethodes probe (insmod) ou remove (rmmod)

⇒ cr´ eation de /sys/bus/platform/drivers/simple* et

/sys/bus/platform/devices/simple*

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Communication avec le pilote

Exemple de d´ efinition des points d’entr´ ee de chaque instance du pilote :

s t a t i c DEVICE ATTR ( v a l u e 1 , 0 4 4 0 , show1 , NULL ) ; // show s t a t i c DEVICE ATTR ( v a l u e 2 , 0 4 4 0 , show2 , NULL ) ; // show s t a t i c DEVICE ATTR ( v a l u e 3 , 0 2 2 0 , NULL , r e a d 1 ) ; // s t o r e

se traduit par

# ls /sys/bus/platform/drivers/simple/simple.0/

driver driver_override modalias power subsystem uevent value1 value2 value3

dont les actions sont par exemple

i n t show1 (s t r u c t d e v i c e ∗dev , s t r u c t d e v i c e a t t r i b u t e \

∗a t t r , c h a r ∗b u f )

{ r e t u r n s p r i n t f ( b u f , " H e l l o W o r l d 1\ n ") ;}

Utilisation intensive des macros :

linux-headers.../include/linux/device.h indique

#d e f i n e DEVICE ATTR ( name , mode , show , s t o r e ) \

s t r u c t d e v i c e a t t r i b u t e d e v a t t r ## name = ATTR ( name , → ,→ mode , show , s t o r e )

⇒ cr´ eation de la variable dev attr value appel´ ee par

device create file(&pdev->dev, &dev attr value); (init) et device remove file(&pdev->dev, &dev attr value); (exit)

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Plateforme v.s pilote

• Un module se charge par init et se d´ echarge par exit

• un seul module peut ˆ etre charg´ e ` a un instant donn´ e

insmod: ERROR: could not insert module xxx.ko: File exists

• un module ne peut pas recevoir de configuration au moment du chargement par le noyau

• un module peut charger une plateforme :

s t a t i c s t r u c t p l a t f o r m d e v i c e ∗pd1 ,∗pd2 ; s t a t i c i n t i n i t g p i o s i m p l e i n i t (v o i d)

{pd1= p l a t f o r m d e v i c e r e g i s t e r s i m p l e (" jmf ", 0 , NULL , 0 ) ; pd2= p l a t f o r m d e v i c e r e g i s t e r s i m p l e (" jmf ", 1 , NULL , 0 ) ; r e t u r n( 0 ) ;

}

• la plateforme d´ ecrit le mat´ eriel

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Plateforme v.s pilote

• les pilotes se voient passer un argument

s t a t i c s t r u c t p l a t f o r m d r i v e r j m f d r i v e r = { . p r o b e = j m f p r o b e ,

. r e m o v e = j m f r m ,

. d r i v e r = {. name = " jmf ",}, };

s t a t i c i n t j m f r m (s t r u c t p l a t f o r m d e v i c e ∗p d e v ) {p r i n t k ( KERN ALERT " dr bye % d \ n ", pdev−>i d ) ;r e t u r n 0 ;}

s t a t i c i n t j m f p r o b e (s t r u c t p l a t f o r m d e v i c e ∗p d e v ) {p r i n t k ( KERN ALERT " dr lo % d \ n ", pdev−>i d ) ;r e t u r n 0 ;}

// $LINUX/ D o c u m e n t a t i o n / d r i v e r−m o d e l / p l a t f o r m . t x t // ∗ p l a t f o r m d e v i c e . i d . . . t h e d e v i c e i n s t a n c e // number , o r e l s e ”−1” t o i n d i c a t e t h e r e ’ s o n l y o n e .

s t a t i c i n t i n i t j m f i n i t (v o i d)

{p l a t f o r m d r i v e r r e g i s t e r (& j m f d r i v e r ) ;r e t u r n 0 ;}

•

[ 1238.117164] platform init # insmod pl [ 1240.112258] driver init # insmod dr [ 1240.112283] jmf hello 0

[ 1240.112298] jmf hello 1

[ 1262.529881] jmf bye 0 # rmmod pl [ 1262.529914] jmf bye 1

[ 1262.529922] platform exit # rmmod dr 8 / 11

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S´ eparation module/pilote

• un module charge plusieurs instances d’une plateforme (device)

s t a t i c s t r u c t p l a t f o r m d e v i c e ∗p1 , ∗p2 ; s t a t i c i n t i n i t g p i o s i m p l e i n i t (v o i d)

{p1= p l a t f o r m d e v i c e r e g i s t e r s i m p l e (" jmf ", 0 , NULL , 0 ) ; p2= p l a t f o r m d e v i c e r e g i s t e r s i m p l e (" jmf ", 1 , NULL , 0 ) ; . . .

• le driver ne contient que la d´ efinition du pilote : les m´ ethodes init et exit ne contiennent que platform driver register(); et platform driver unregister();

• ⇒ d´ efinition implicite des m´ ethodes init et exit du module par module platform driver(gpio simple driver); avec

s t a t i c s t r u c t p l a t f o r m d r i v e r g p i o s i m p l e d r i v e r = { . p r o b e = g p i o s i m p l e p r o b e ,

. r e m o v e = g p i o s i m p l e r e m o v e , . d r i v e r = {. name = " jmf ",},

};

m o d u l e p l a t f o r m d r i v e r ( g p i o s i m p l e d r i v e r ) ;

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Protection des acc` es par mutex

Si par exemple la valeur renvoy´ ee par une lecture est celle transmise au cours d’une ´ ecriture : penser ` a prot´ eger lecture et ´ ecriture par un mutex.

#include <linux/mutex.h>

struct mutex mymutex;

mutex_init(&mymutex);

mutex_lock(&mymutex); // bloque ...

mutex_unlock(&mymutex); // debloque

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Application

• Partant de l’exemple de module avec timer en /dev, impl´ ementer une m´ ethode read qui se d´ ebloque ` a intervalles de temps r´ eguliers (utiliser un mutex)

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