linux驱动开发---day3（自启动创建设备节点进行点灯实验、ioctl函数实现点灯实验）

news2024/11/14 6:51:50

自动创建设备节点udev机制的实现过程

  1. udev是自动创建设备节点，逻辑在用户空间
  2. 过程：1）首先注册字符设备驱动，得到标识设备的设备号
               2）获得设备信息后，先创建一个设备类，向上提交目录信息，使用class_create
               3）然后创建设备对象，向上提交设备节点信息，使用device_create
               4）在向上提交设备节点信息后，会自动发起热插拔事件通知udev进程去查询设备节点的信息，以及在/dev下创建设备节点

自动创建设备节点：（led点灯）

my_led.c:

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/io.h>
#include<linux/device.h>
#include"head.h"

int major;
char kbuf[128]={0};
gpio_t *vir_led1;
gpio_t *vir_led2;
gpio_t *vir_led3;
unsigned int *vir_rcc;
struct class *cls;
struct device *dev;
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}
ssize_t mycdev_read(struct file *file, char  *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
     unsigned long ret;
    //向用户空间读取拷贝
    if(size>sizeof(kbuf))//用户空间期待读取的大小内核满足不了，那就给内核支持的最大大小
        size=sizeof(kbuf);
    ret=copy_to_user(ubuf,kbuf,size);
    if(ret)//拷贝失败
    {
        printk("copy_to_user filed\n");
        return ret;
    }
    return 0;
}
ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char  *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{
    unsigned long ret;
    //从用户空间读取数据
    if(size>sizeof(kbuf))//用户空间期待读取的大小内核满足不了，那就给内核支持的最大大小
        size=sizeof(kbuf);
    ret=copy_from_user(kbuf,ubuf,size);
    if(ret)//拷贝失败
    {
        printk("copy_to_user filed\n");
        return ret;
    }
    switch(kbuf[0]){
        case '1'://LED1
            if(kbuf[1]=='0')//关灯
                vir_led1->ODR &= (~(1<<10));
            else//开灯
                vir_led1->ODR |= 1<<10;
            break;
        case '2'://LED2
            if(kbuf[1]=='0')//关灯
                vir_led2->ODR &= (~(1<<10));
            else//开灯
                vir_led2->ODR |= 1<<10;
            break;
        case '3'://LED3
            if(kbuf[1]=='0')//关灯
                vir_led3->ODR &= (~(1<<8));
            else//开灯
                vir_led3->ODR |= 1<<8;
            break;
    }
    return 0;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}

//定义操作方法结构体变量并赋值
struct file_operations fops={

    .open=mycdev_open,
    .read=mycdev_read,
    .write=mycdev_write,
    .release=mycdev_close,
};

int all_led_init(void)
{
    //寄存器地址的映射
    vir_led1=ioremap(PHY_LED1_ADDR,sizeof(gpio_t));
    if(vir_led1==NULL)
    {
        printk("ioremap filed：%d\n",__LINE__);
        return -ENOMEM;
    }
     vir_led2=ioremap(PHY_LED2_ADDR,sizeof(gpio_t));
    if(vir_led2==NULL)
    {
        printk("ioremap filed：%d\n",__LINE__);
        return -ENOMEM;
    }
     vir_led3=vir_led1;
    vir_rcc=ioremap(PHY_RCC_ADDR,4);
    if(vir_rcc==NULL)
    {
        printk("ioremap filed：%d\n",__LINE__);
        return -ENOMEM;
    }
    printk("物理地址映射成功\n");
    //寄存器的初始化
    //rcc
    (*vir_rcc) |= (3<<4);
    //led1
    vir_led1->MODER &= (~(3<<20));
    vir_led1->MODER |= (1<<20);
    vir_led1->ODR &= (~(1<<10));
    //led2
    vir_led2->MODER &= (~(3<<20));
    vir_led2->MODER |= (1<<20);
    vir_led2->ODR &= (~(1<<10));
    //led3
    vir_led3->MODER &= (~(3<<16));
    vir_led1->MODER |= (1<<16);
    vir_led1->ODR &= (~(1<<8));
    printk("寄存器初始化成功\n");

    return 0;
}

static int __init mycdev_init(void)
{
    //字符设备驱动注册
    major=register_chrdev(0,"mychrdev",&fops);
    if(major<0)
    {
        printk("字符设备驱动注册失败\n");
        return major;
    }
    printk("字符设备驱动注册成功:major=%d\n",major);

    //寄存器映射以及初始化
    all_led_init();

    //向上提交目录
    cls=class_create(THIS_MODULE,"mychrdev");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败\n");
        return -PTR_ERR(cls);
    }
    printk("向上提交目录成功\n");

    //向上提交设备节点信息
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"mychrdev%d",i);
        if(IS_ERR(dev))
        {
            printk("向上提交设备节点信息失败\n");
            return -PTR_ERR(dev);
        }
    }
    printk("向上提交设备节点信息成功\n");

    return 0;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    //销毁设备节点信息
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //销毁目录信息
    class_destroy(cls);
    //取消地址映射
    iounmap(vir_led1);
    iounmap(vir_led2);
    iounmap(vir_rcc);
    //注销字符设备驱动
    unregister_chrdev(major,"mychrdev");


}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

test.c

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>


int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128]={0};
    int fd=open("/dev/mychrdev0",O_RDWR);
    if(fd<0)
    {
        printf("打开设备文件失败\n");
        exit(-1);
    }
    while(1)
    {
        //从终端读取
        printf("请输入两个字符\n");
        printf("第一个字符:1(LED1) 2(LED2) 3(LED3)\n");
        printf("第二个字符:0(关灯) 1(开灯)\n");
        printf("请输入>");
        fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        buf[strlen(buf)-1]='\0';
        //向设备文件中写
        write(fd,buf,sizeof(buf));
    }

    
    close(fd);

    return 0;
}

head.h

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__ 
typedef struct{
    unsigned int MODER;
    unsigned int OTYPER;
    unsigned int OSPEEDR;
    unsigned int PUPDR;
    unsigned int IDR;
    unsigned int ODR;
}gpio_t;
#define PHY_LED1_ADDR 0X50006000
#define PHY_LED2_ADDR    0X50007000
#define PHY_LED3_ADDR 0X50006000
#define PHY_RCC_ADDR    0X50000A28
#endif

测试过程：

make arch=arm modname=my_led

cp my_led.ko ~/nfs/rootfs/

arm-linux-gnueabihf-gcc test.c 

 cp a.out ~/nfs/rootfs/

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

insmod my_led.ko---------->./a.out

通过ls -l /dev/mychrdev*指令查看创建的设备文件

rmmod my_led

测试现象：

ioctl函数实现点灯实验---添加第三个参数（第三个参数为指针）

myled.c:

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/io.h>
#include<linux/device.h> 
#include"head.h"

int major;
char kbuf[128]={0};
gpio_t *vir_led1;
gpio_t *vir_led2;
gpio_t *vir_led3;
unsigned int *vir_rcc;
struct class *cls;
struct device *dev;
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}

long mydev_ioctl(struct file* file,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
    int which;
    //获取arg对应用户空间中的值
    int ret=copy_from_user(&which,(void *)arg,4);
    if(ret)
    {
        printk("从用户空间获取数据失败\n");
        return -EIO;
    }
    switch(cmd)
    {
        case LED_ON://开灯
        switch(which)
        {
            case 1:
                 vir_led1->ODR |= 1<<10;
                break;
            case 2:
                vir_led2->ODR |= 1<<10;
                break;
            case 3:
                vir_led3->ODR |= 1<<8;
                break;
        }
        break;
        case LED_OFF: //关灯
        switch(which)
        {
            case 1:
                 vir_led1->ODR &= (~(1<<10));
                break;
            case 2:
                vir_led2->ODR &= (~(1<<10));
                break;
            case 3:
                vir_led3->ODR &= (~(1<<8));
                break;
        }
        break;
    }
    return 0;
}

int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}

//定义操作方法结构体变量并赋值
struct file_operations fops={

    .open=mycdev_open,
    .unlocked_ioctl=mydev_ioctl,
    .release=mycdev_close,
};

int all_led_init(void)
{
    //寄存器地址的映射
    vir_led1=ioremap(PHY_LED1_ADDR,sizeof(gpio_t));
    if(vir_led1==NULL)
    {
        printk("ioremap filed：%d\n",__LINE__);
        return -ENOMEM;
    }
     vir_led2=ioremap(PHY_LED2_ADDR,sizeof(gpio_t));
    if(vir_led2==NULL)
    {
        printk("ioremap filed：%d\n",__LINE__);
        return -ENOMEM;
    }
     vir_led3=vir_led1;
    vir_rcc=ioremap(PHY_RCC_ADDR,4);
    if(vir_rcc==NULL)
    {
        printk("ioremap filed：%d\n",__LINE__);
        return -ENOMEM;
    }
    printk("物理地址映射成功\n");
    //寄存器的初始化
    //rcc
    (*vir_rcc) |= (3<<4);
    //led1
    vir_led1->MODER &= (~(3<<20));
    vir_led1->MODER |= (1<<20);
    vir_led1->ODR &= (~(1<<10));
    //led2
    vir_led2->MODER &= (~(3<<20));
    vir_led2->MODER |= (1<<20);
    vir_led2->ODR &= (~(1<<10));
    //led3
    vir_led3->MODER &= (~(3<<16));
    vir_led1->MODER |= (1<<16);
    vir_led1->ODR &= (~(1<<8));
    printk("寄存器初始化成功\n");

    return 0;
}

static int __init mycdev_init(void)
{
    //字符设备驱动注册
    major=register_chrdev(0,"mychrdev",&fops);
    if(major<0)
    {
        printk("字符设备驱动注册失败\n");
        return major;
    }
    printk("字符设备驱动注册成功:major=%d\n",major);

    //寄存器映射以及初始化
    all_led_init();

    //向上提交目录
    cls=class_create(THIS_MODULE,"mychrdev");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败\n");
        return -PTR_ERR(cls);
    }
    printk("向上提交目录成功\n");

    //向上提交设备节点信息
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"mychrdev%d",i);
        if(IS_ERR(dev))
        {
            printk("向上提交设备节点信息失败\n");
            return -PTR_ERR(dev);
        }
    }
    printk("向上提交设备节点信息成功\n");

    return 0;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    //销毁设备节点信息
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //销毁目录信息
    class_destroy(cls);
    //取消地址映射
    iounmap(vir_led1);
    iounmap(vir_led2);
    iounmap(vir_rcc);
    //注销字符设备驱动
    unregister_chrdev(major,"mychrdev");


}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

test.c:

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<sys/ioctl.h>
#include"head.h"


int main(int argc, char const *argv[])
{
    int a,b;
    char buf[128]={0};
    int fd=open("/dev/mychrdev0",O_RDWR);
    if(fd<0)
    {
        printf("打开设备文件失败\n");
        exit(-1);
    }
    while(1)
    {
        //从终端读取
        printf("请输入对LED灯的控制:0(关灯) 1(开灯)\n");
        scanf("%d",&a);
        printf("请输入要控制的灯:1(LED1) 2(LED2) 3(LED3)\n");
        scanf("%d",&b);
        switch(a)
        {
            case 1:
                ioctl(fd,LED_ON,&b);//开灯
                break;
            case 0:
                ioctl(fd,LED_ON,&b);//关灯
                break;
        }
    }

    close(fd);

    return 0;
}

head.h:

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__ 
typedef struct{
    unsigned int MODER;
    unsigned int OTYPER;
    unsigned int OSPEEDR;
    unsigned int PUPDR;
    unsigned int IDR;
    unsigned int ODR;
}gpio_t;
#define PHY_LED1_ADDR 0X50006000
#define PHY_LED2_ADDR    0X50007000
#define PHY_LED3_ADDR 0X50006000
#define PHY_RCC_ADDR    0X50000A28

//构建LED开关功能码，添加ioctl第三个参数
#define LED_ON _IOW('l',1,int)
#define LED_OFF _IOW('l',0,int)
#endif

测试步骤同上，以下为现象：

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【小白从小学Python、C、Java】 【计算机等考500强证书考研】 【Python-数据分析】 将整数S按照指定的进制输出为R R的数据类型为字符串 numpy.base_repr 下列代码最后一次输出的结果是&#xff1f; import numpy as np num 10 print("【显示】num&#xff1a;", …
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考研408 | 【计算机组成原理】 数据的表示和运算

考研408 | 【计算机组成原理】 数据的表示和运算

进位计数制 十进制计数法&#xff1a; 推广&#xff1a;r进制计数法 任意进制-->十进制&#xff1a; 二进制<-->八进制、十六进制&#xff1a; 各种进制的常见书写方式&#xff1a; 十进制-->任意进制&#xff1a; 十进制-->二进制&#xff08;拼凑法&#xff…
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七个LLM的狼人杀之夜

七个LLM的狼人杀之夜

深度学习自然语言处理 原创作者&#xff1a;Winnie 在最新一篇论文中&#xff0c;研究团队让一群大语言模型(LLM)开了一局狼人杀游戏。通过多种Prompt方法集成&#xff0c;LLM不仅成功地参与了游戏&#xff0c;还涌现出了信任、欺诈和领导力等团体能力。 Paper: Exploring Larg…
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校园网web免认真,大量服务器

校园网web免认真,大量服务器

服务器加满了&#xff0c;没有几个人来&#xff0c;传点图片看实力 什么方法解web认证方式校园网&#xff1f; 一般的校园网是对学生免费开放的&#xff0c;假如你是学生输入学号密码上网就是了&#xff0c;假如你不是那就是想蹭网了&#xff0c;再假如你不想让管理员或上网行为…
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idea部署javaSE项目(awt+swing项目)/idea导入eclipse的javaSE项目

idea部署javaSE项目(awt+swing项目)/idea导入eclipse的javaSE项目

一.idea打开项目 选择需要部署的项目 二、设置JDK 三、引入数据库驱动包 四、执行sql脚本 四、修改项目的数据库连接 找到数据库连接文件 五.其他系统实现 JavaSwing实现学生选课管理系统 JavaSwing实现学校教务管理系统 JavaSwingsqlserver学生成绩管理系统 JavaSwing用…
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【mysql】1044 - Access denied for user ‘root‘@‘%‘ to database ‘test_job‘

【mysql】1044 - Access denied for user ‘root‘@‘%‘ to database ‘test_job‘

登录mysql 为新建的库创建账号和授权 创建和授权命令 grant all on test_job.* to job% identified by 12345;flush privileges; 返回信息 grant all on test_job.* to job% identified by 12345 > 1044 - Access denied for user root% to database test_job > 查询…
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vscode和HBuilderx设置快捷键注释

vscode和HBuilderx设置快捷键注释

一、vscode设置快捷键注释 1.打开vscode&#xff0c;使用快捷键&#xff1a;ctrlshiftp mac的话快捷键是&#xff1a;commandshiftp 然后在行中输入snippets 2.选择“新建”&#xff0c;选择将要配置的文件类型&#xff08;以vue类型为例&#xff09;我这里创建的名字为vue.…
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