驱动调试之自制工具——寄存器编辑器

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当我们调试驱动程序的时候，可能要调整寄存器的设置。按照我们之前的作法就是直接在程序里面修改，然后重新编译程序。但是这种方法比较麻烦，我们可以编写一个工具，可以直接对寄存器进行修改，这就是我们说的寄存器编辑器。其具体程序如下：

这个工具可以直接读取里面的寄存器，读写寄存器要传入地址，通过芯片手册可以确定物理地址，再驱动程序里面要通过ioremap映射为虚拟地址才能使用，所以需要写1个驱动程序，再写1个应用程序

一、驱动程序（key_rw.c）（内核读写）

#define KER_RW_R8       0

#define KER_RW_R16     1

#define KER_RW_R32     2

#define KER_RW_W8      3

#define KER_RW_W16     4

#define KER_RW_W32     5

static int major;

static struct class *class;

static struct class_device*ker_dev;

/*我们主要完成的就是这个ioctl函数：其中arg表示传递进来的参数，它是有两个成员的一维数组

 *第一个成员表示地址表示地址，第二个成员只在写的时候有意义，表示要写入的数据

*/

static int ker_rw_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned longarg)

{

volatile unsigned char  *p8;

volatile unsigned short *p16;

volatile unsigned int   *p32;

unsigned int val;//写寄存器不仅需要地址还需要值

unsigned int addr;

unsigned int buf[2];//每个buf是4字节

        /* 用户空间的arg拷贝到内核空间的buf中 */

copy_from_user(buf, (const void __user *)arg, 8);//拷贝8个字节

addr = buf[0];    //第一个是地址

val  = buf[1];     //第二个是数据

//映射：因为我们传递进来的是物理地址，可以读写的必须是虚拟地址

//这里映射了4个字节，因为寄存器地址是4个字节，返回值是8位地址

p8  = (volatile unsigned char *)ioremap(addr, 4);

p16 = p8; //这就话的意思肯定是：p16=p8+1,p8+0

p32 = p8; //这就话的意思肯定是：p32=p8+3,p8+2,p8+1,p8+0

switch (cmd)//根据传入的命令进行操作

{

case KER_RW_R8:

{

val = *p8;  //取地址p8处的数据

                        /* 把内核中的数据val拷贝到用户空间 */

copy_to_user((void __user *)(arg+4), &val, 4);//拷贝4个字节到用户空间，后面的4个字节是数值，前面4个字节是地址

break;

}

case KER_RW_R16: 读16

{

val = *p16;

copy_to_user((void __user *)(arg+4), &val, 4);

break;

}

case KER_RW_R32:读32

{

val = *p32;

copy_to_user((void __user *)(arg+4), &val, 4);

break;

}

case KER_RW_W8:

{       

*p8 = val;  //把val写到地址p8处

break;

}

case KER_RW_W16:

{

*p16 = val;

break;

}

case KER_RW_W32:

{

*p32 = val;

break;

}

}

iounmap(p8); //取消映射

return 0;

}

static struct file_operations ker_rw_ops = {

.owner   = THIS_MODULE,

.ioctl   = ker_rw_ioctl,//ioctl函数

};

//入口函数

static int ker_rw_init(void)

{

major = register_chrdev(0, "ker_rw", &ker_rw_ops);//系统分配主设备号，file_operation结构体，名字为ker_rw

class = class_create(THIS_MODULE, "ker_rw");//创建类

/* 为了让mdev根据这些信息来创建设备节点 */

ker_dev = class_device_create(class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "ker_rw");/* /dev/ker_rw */类下设备

return 0;

}

//出口函数

static void ker_rw_exit(void)

{

class_device_unregister(ker_dev);

class_destroy(class);

unregister_chrdev(major, "ker_rw");//注销设备驱动程序的内核函数

}

module_init(ker_rw_init);

module_exit(ker_rw_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

我们总结一下：在这个函数里面主要是一个ioctl函数，在这个函数里面，写的话就根据地址，将数据写进去，读的话就将从要读的地址读出数据。显然，我们可以再用户空间给出寄存器地址，和相应的数据，进行寄存器的读写，下面我们来看应用程序：

二、应用程序（regeditor.c）

读写8位、16位、32位寄存器地址

#define KER_RW_R8      0

#define KER_RW_R16     1

#define KER_RW_R32     2

#define KER_RW_W8      3

#define KER_RW_W16     4

#define KER_RW_W32     5

void print_usage(char *file)

{

printf("Usage:\n");//打印使用方法

printf("%s <r8 | r16 | r32> <phy addr> [num]\n", file);//r8读的时候num值是读多少个，如phy addr为0 ，num为2，就会读0地址和1地址

                                                                               //r16读的时候num值是读多少个，如phy addr为0 ，num为2，就会读0地址和2地址

                                                                               //r32读的时候num值是读多少个，如phy addr为0 ，num为2，就会读0地址和4地址

printf("%s <w8 | w16 | w32> <phy addr> <val>\n", file);

}

//主函数

int main(int argc, char **argv)

{

int fd;

unsigned int buf[2];

unsigned int i;

unsigned int num;

if ((argc != 3) && (argc != 4))//参数不是3个或者4个

{

print_usage(argv[0]);//打印用法

return -1;

}

fd = open("/dev/ker_rw", O_RDWR);//打开设备（可读可写）

if (fd < 0)

{

printf("can't open /dev/ker_rw\n");//打印错误

return -2;

}

/* addr */

buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);//strtoul函数是把字符串转换成unsigned long,argv[2]存的是地址

if (argc == 4)//如果参数是4，就有必要转换最后1个寄存器的值val

{

buf[1] = strtoul(argv[3], NULL, 0);//把字符串转换成unsigned long，存储的是要写入的值

num    = buf[1];//写的时候为要写入的数值，读的时候为要读的字节数

}  

else

{

num = 1;

}

if (strcmp(argv[1], "r8") == 0)//根据第1个参数来判断，如果读8位

{

for ( i = 0; i < num; i++)//这里的num值是要读取的字节数

{

ioctl(fd, KER_RW_R8, buf);  /* val = buf[1] */KER_RW_R8读8位寄存器

printf("%02d. [%08x] = %02x\n", i, buf[0], (unsigned char)buf[1]);//打印读取到的数据，%08x是地址

buf[0] += 1;//地址加1

}

}

else if (strcmp(argv[1], "r16") == 0)//读16位

{

for ( i = 0; i < num; i++)

{

ioctl(fd, KER_RW_R16, buf);  /* val = buf[1] */

printf("%02d. [%08x] = %02x\n", i, buf[0], (unsigned short)buf[1]);

buf[0] += 2;//下1个地址加2

}

}

else if (strcmp(argv[1], "r32") == 0)//读32位

{

for ( i = 0; i < num; i++)

{

ioctl(fd, KER_RW_R32, buf);  /* val = buf[1] */

printf("%02d. [%08x] = %02x\n", i, buf[0], (unsigned int)buf[1]);

buf[0] += 4;//地址加4

}

}

else if (strcmp(argv[1], "w8") == 0)//写8位

{

ioctl(fd, KER_RW_W8, buf);  /* val = buf[1] */

}

else if (strcmp(argv[1], "w16") == 0)//写16位

{

ioctl(fd, KER_RW_W16, buf);  /* val = buf[1] */

}

else if (strcmp(argv[1], "w32") == 0)//写32位

{

ioctl(fd, KER_RW_W32, buf); /* val = buf[1] */

}

else

{

printf(argv[0]);//打印用法

return -1;

}

return 0;

}

三、实验

（1）装载测试点灯驱动（点亮和熄灭修改了dpfdat寄存器，寄存器地址是0x6000054）

（2）装载寄存器驱动

（3）查看应用程序中寄存器用法

这里出现segmentation fault错误

查看到缺少参数file 

执行应用程序，这里7f是0b01111111,GPF4,5,6为输出 ,高电平时为灭灯

把灯打开，看寄存器的值

写寄存器，然后读寄存器