仮想GPIOドライバひとまず完成

仮想GPIOドライバがひとまず完成しました。

GitHubの以下の場所にアップしています。
vgpio

動作確認は、ubuntu 18.04 (2019/05/06時点のupdate済)でしました。

●使い方
０．ビルドする。

cd vgpio
make

→vgpio.koができる。

１．ドライバをinsmodする。

sudo insmod vgpio.ko

→/sys/kernel/vgpioができる。

２．使いたいGPIOポートを作成する。
（例）GPIO23を作成する場合

echo 23 > /sys/kernel/vgpio/export

→GPIO23ができる。

あとは、通常のGPIOと同じ使い方です。

３．direction、value、edge、active_lowを読み書きする。
（例）GPIO23を入力モードにして、1回読み出す

echo "in" > /sys/kernel/vgpio/gpio23/direction
cat /sys/kernel/vgpio/gpio23/value

４．もう使わない場合は、vgpio.koをrmmodする

sudo rmmod vgpio.ko

→/sys/kernel下のvgpioと、作っていたgpio23が消える。
※作成したGPIOポートは、unexport操作しなくても
rmmodすると自動的にunexportします。

使い方は以上です。

●注意点
※１．本物のGPIOは、入力モードに設定しているので
書き込みはできませんが、この仮想GPIOでは、
入力モードでも書き込みができてしまいます。
デバッグで、GPIOの値を変える場合は、別コンソールで
echoなどでvalueの値を書き換えてください。

※２．select/pollのシステムコールが、現在使えません。
すぐできそうですですが、私がやりたいことは
現状でできたので、とりあえずこのままにします。

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この仮想GPIOドライバは、linuxカーネルのリポジトリの
以下のファイルを参考にしました。

v4.18
/samples/kobject/kobject-example.c
/drivers/gpio/gpiolib-sysfs.c

・アクセス権について
本物のGPIOでは、otherのアクセス権が読出しのみになっています。
これはカーネルレベルで制限かけられていました。
/include/linux/kernel.h VERIFY_OCTAL_PERMISSIONSマクロ
/fs/sysfs/group.c create_files関数

ラズベリーパイなどでは、GPIO操作用のGPIOグループがあり、
piユーザはGPIOグループに属しており、
GPIOの各属性にGPIOグループで読み書きしているようです。

PCでデバッグするとき、GPIOグループ作って、各属性を
GPIOグループに変えて、GPIOグループへの権限を変えて・・・
ということをいちいちするのは面倒なので、
仮想GPIOドライバではちょっと細工して、otherでも読み書き
できるようにしました。

・select/poll対応について
現在はできません。なので、edgeになにか書き込んでも
特に影響ありません。（書き込み自体はできます）
カーネルの以下の機能を使えばできそうであることはわかっています。
sysfs_get_dirent()　　edgeがnone以外が書き込まれたら、kernfs_nodeを取得する
sysfs_notify_dirent()　valueが変化したら、kernfs_nodeにイベント発生を通知する
sysfs_put() edge、active_lowが変化したら、kernfs_nodeを解放する