驱动 day8 作业

news2024/11/27 16:36:02

1.在内核模块中启用定时器，定时1s,让led1 一秒亮、一秒灭
2.基于gpio子系统完成LED灯驱动的注册，应用程序测试
1.mychrdev_timer.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/slab.h>
#include<linux/cdev.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include<linux/of.h>
#include<linux/gpio.h>
#include<linux/of_gpio.h>
#include <linux/timer.h>
struct cdev *cdev;
unsigned int major=500;//主设备号的起始值
unsigned int minor=0;//次设备号的起始值
dev_t devno;//设备号
struct class *cls;//用于保存目录信息
struct device *dev;//用于保存设备节点信息
struct device_node *dnode;//设备树节点结构体
struct gpio_desc *gpiono;//gpio属性结构体
//分配一个定时器对象
struct timer_list mytimer;
//定义操作方法结构体变量并赋值
struct file_operations fops =
{
};
void mytimer_func(struct timer_list *timer)
{
	printk("定时器处理函数执行\n");
	if(gpiod_get_value(gpiono)==0)
	{
		//设置管脚输出高电平，亮灯
		gpiod_set_value(gpiono,1);
	}else{
		//设置管脚输出低电平，灭灯;
		gpiod_set_value(gpiono,0);
	}
	//再次启动定时器
	mod_timer(timer,jiffies+HZ);

}

static int __init mycdev_init(void)
{
   	int ret;
    //1.分配字符设备驱动对象空间  cdev_alloc
    cdev=cdev_alloc();
    if(cdev==NULL)
    {
        printk("申请字符设备驱动对象空间失败\n");
        ret=-EFAULT;
        goto out1;
    }
    printk("字符设备驱动对象申请成功\n");
    //2.字符设备驱动对象部分初始化  cdev_init
    cdev_init(cdev,&fops);
    //3.申请设备号  register_chrdev_region/alloc_chrdev_region
    if(major>0)//静态申请设备号
    {
        ret=register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),1,"mychrdev");
        if(ret)
        {
            printk("静态指定设备号失败\n");
            goto out2;
        }
    }
    else//动态申请设备号
    {
        ret=alloc_chrdev_region(&devno,minor,1,"mychrdev");
        if(ret)
        {
            printk("动态申请设备号失败\n");
            goto out2;
        }
        major=MAJOR(devno);//根据设备号得到主设备号
        minor=MINOR(devno);//根据设备号得到次设备号
    }
    printk("申请设备号成功\n");
    //4.注册字符设备驱动对象  cdev_add()
    ret=cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),1);
    if(ret)
    {
        printk("注册字符设备驱动对象失败\n");
        goto out3;
    }
    printk("注册字符设备驱动对象成功\n");
    //5.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");
        ret=-PTR_ERR(cls);
        goto out4;
	}
	printk("向上提交目录成功\n");
	//6.向上提交设备节点
	dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,minor),NULL,"mychrdev");
	if(IS_ERR(dev))
	{
		printk("向上提交节点信息失败\n");
		ret=-PTR_ERR(dev);
		goto out5;
	}
	printk("向上提交设备节点信息成功\n");
	//解析led灯的设备树节点
	dnode=of_find_node_by_path("/myleds");
	if(dnode==NULL)
	{
		printk("解析设备树节点失败\n");
		return -ENXIO;
	}
	printk("解析设备树节点成功\n");
	//根据设备树节点解析led1 gpio结构体并向内核注册
	gpiono=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led1",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);
	if(IS_ERR(gpiono))
	{
		printk("申请gpio失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono);
	}
	mytimer.expires=jiffies+HZ;
	timer_setup(&mytimer,mytimer_func,0);
	add_timer(&mytimer);
	return 0;
out5:
	//销毁上面提交的设备信息
	device_destroy(cls,MKDEV(major,minor));
	class_destroy(cls);
out4:
	cdev_del(cdev);
out3:
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),1);
out2:
    kfree(cdev);
out1:
    return ret;	
}

static void __exit mycdev_exit(void)
{
	//灭灯
	gpiod_set_value(gpiono,0);
	//注销gpio信息
	gpiod_put(gpiono);
	//1.销毁设备节点信息
	device_destroy(cls,MKDEV(major,minor));
	//2.销毁目录信息
	class_destroy(cls);
	//3.注销对象  cdev_del()
	cdev_del(cdev);
	//4.释放设备号   unregister_chrdev_region()
	unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),1);
	//5.释放对象空间  kfree()
    kfree(cdev);    
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2 test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
	int fd1,fd2,fd3;
	char a,b;
	char buf[10]={0};
	while(1)
	{
		printf("请输入两个字符\n");
		printf("请选择要操作的灯1(LED1) 2(LED2) 3(LED3) 4(EXIT)\n");
		scanf("%c",&a);
		getchar();
		if(a == '4')
			return 0;
		switch(a)
		{
		case '1':
			fd1 = open("/dev/myled1",O_RDWR);
			if (fd1 < 0)
			{
				printf("打开设备文件失败\n");
				exit(-1);
			}  
			break;
		case '2':
			fd2 = open("/dev/myled2",O_RDWR); 
			if (fd2 < 0)
			{
				printf("打开设备文件失败\n");
				exit(-1);
			} 
			break;
		case '3':
			fd3 = open("/dev/myled3",O_RDWR); 
			if (fd3 < 0)
			{
				printf("打开设备文件失败\n");
				exit(-1);
			}
			break;
		}
		//从终端读取
		printf("第二个字符:0(关灯) 1(开灯)\n");
		scanf("%c",&b);
		getchar();
		buf[0]=a;
		buf[1]=b;
		switch(a)
		{
		case '1':
			write(fd1,buf,sizeof(buf));
			break;
		case '2':
			write(fd2,buf,sizeof(buf));
			break;
		case '3':
			write(fd3,buf,sizeof(buf));
			break;
		}
		memset(buf,0,sizeof(buf));
	}
    close(fd1);
    close(fd2);
    close(fd3);
    return 0;
}

led.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/device.h>
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/slab.h>
#include <linux/io.h>
#include<linux/of.h>
#include<linux/gpio.h>
#include<linux/of_gpio.h>
struct cdev *cdev;//字符设备驱动对象空间首地址
unsigned int major=200;//主设备号
unsigned int minor=0;//次设备号的起始值
dev_t devno;//设备号变量
char kbuf[128]={0};
struct class *cls;//存放向上提交目录的返回值
struct device *dev;//存放向上提交设备节点信息结构体
struct device_node *dnode;
struct gpio_desc *gpiono1;
struct gpio_desc *gpiono2;
struct gpio_desc *gpiono3;
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{   
    int ret; 
    if(sizeof(kbuf)<size)//判断用户空间的需求是否能被驱动满足，满足不了就给能给的最好的
        size=sizeof(kbuf);
    ret=copy_from_user(kbuf,ubuf,size);
    if(ret)
    {
        printk("copy_from_user filed\n");
        return -EIO;
    }
    switch(kbuf[0]){
        case '1'://LED1
            if(kbuf[1]=='0')//关灯			
				gpiod_set_value(gpiono1,0);
            else//开灯
				gpiod_set_value(gpiono1,1);
            break;
        case '2'://LED2
            if(kbuf[1]=='0')//关灯
				gpiod_set_value(gpiono2,0);
            else//开灯
				gpiod_set_value(gpiono2,1);
            break;
        case '3'://LED3
            if(kbuf[1]=='0')//关灯
				gpiod_set_value(gpiono3,0);
            else//开灯
				gpiod_set_value(gpiono3,1);
            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,
	.write = mycdev_write,
    .release = mycdev_close,
};
static int __init mycdev_init(void)
{
    int ret,i;
    //1.分配字符设备驱动对象空间  cdev_alloc
    cdev = cdev_alloc();
    if (!cdev) {
        printk(KERN_ALERT "cdev_alloc failed\n");
        return -ENOMEM;
    }
    printk("字符设备驱动对象空间申请成功\n");
    //2.字符设备驱动对象部分初始化  cdev_init
    cdev_init(cdev, &fops);
    //3.申请设备号  register_chrdev_region/alloc_chrdev_region
    if(major>0)//静态申请设备号
    {
        ret=register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("静态指定设备号失败\n");
            goto out2;
        }
    }
    else//动态申请设备号
    {
        ret=alloc_chrdev_region(&devno,minor,3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("动态申请设备号失败\n");
            goto out2;
        }
        major=MAJOR(devno);//根据设备号得到主设备号
        minor=MINOR(devno);//根据设备号得到次设备号
    }
    printk("申请设备号成功\n");
    //4.注册字符设备驱动对象  cdev_add()
    ret=cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),3);
    if(ret)
    {
        printk("注册字符设备驱动对象失败\n");
        goto out3;
    }
    printk("注册字符设备驱动对象成功\n");
    //5.向上提交目录
    cls=class_create(THIS_MODULE,"myled");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败\n");
        ret=-PTR_ERR(cls);
		goto out4;
	}
	printk("向上提交目录成功\n");
	//6.向上提交设备节点
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"myled%d",i+1);
		if(IS_ERR(dev))
		{
			printk("向上提交节点信息失败\n");
			ret=-PTR_ERR(dev);
			goto out5;
		}
	}
	printk("向上提交设备节点信息成功\n");
	//解析led灯的设备树节点
	dnode=of_find_node_by_path("/myleds");
	if(dnode==NULL)
	{
		printk("解析设备树节点失败\n");
		return -ENXIO;
	}
	printk("解析设备树节点成功\n");
	//根据设备树节点解析led1 gpio结构体并向内核注册
	gpiono1=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led1",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL); 
	if(IS_ERR(gpiono1))
	{
		printk("申请gpio失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono1);
	} 
	//根据设备树节点解析led2 gpio结构体并向内核注册
	gpiono2=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led2",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL); 
	if(IS_ERR(gpiono2))
	{
		printk("申请gpio失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono2);
	} 
	//根据设备树节点解析led3 gpio结构体并向内核注册
	gpiono3=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led3",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL); 
	if(IS_ERR(gpiono3))
	{
		printk("申请gpio失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono3);
	} 
	return 0;
out5:
	for(--i;i>=0;i++)
	{
		//销毁上面提交的设备信息
		device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
	}
	class_destroy(cls);
out4:
	cdev_del(cdev);
out3:
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),1);
out2:
    kfree(cdev);
out1:
    return ret;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{

	//灭灯，注销gpio信息
	int i;
	gpiod_set_value(gpiono1,0);
	gpiod_put(gpiono1);
	gpiod_set_value(gpiono2,0);
	gpiod_put(gpiono2);
	gpiod_set_value(gpiono3,0);
	gpiod_put(gpiono3);
	
	//1.销毁设备信息  device_destroy
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
	}
	//2.销毁目录  class_destroy
    class_destroy(cls);
    //3.注销对象  cdev_del()
    cdev_del(cdev);
    //4.释放设备号   unregister_chrdev_region()
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
    //5.释放对象空间  kfree()
    kfree(cdev);
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

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