驱动程序设计 驱动程序函数、驱动控制LED闪烁 7.7

news2024/12/24 9:00:35

驱动函数

.read() .write()

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);

ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);

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驱动程序

/*===============================================
 *   文件名称：mod.c
 *   创 建 者: memories
 *   创建日期：2023年07月06日
 *   描    述：have a nice day
 ================================================*/
//1.header
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#define MA 300
#define MI 0

static dev_t no = 0;
static unsigned count = 1;
static const char *name = "mydev";
static struct cdev mydev;
static char mbuf[32]={0};

int myopen(struct inode *pi,struct file *pf)
{
    printk("kernel open\n");
    return 0;
}

int myrelease(struct inode *pi,struct file *pf)
{
    printk("kernel close\n");
    return 0;
}
ssize_t myread (struct file *pf, char __user *ubuf, size_t len, loff_t *poff)
{
    memcpy(ubuf,mbuf,len);
    printk("now read\n");   
    return len;
}
ssize_t mywrite (struct file *pf, const char __user *ubuf, size_t len, loff_t *poff)
{
    memcpy(mbuf,ubuf,len);
    printk("%s\n",ubuf);
    printk("now write\n");    
    return len;
}
static const struct file_operations myfops={
    .release = myrelease,
    .open = myopen,
    .read = myread,
    .write = mywrite,

};//文件操作集
//2.init/exit fun
static int myinit(void)
{
    int ret = 1;
    //up: kernel
    //1.registed 把设备对象注册到系统中
    no = MKDEV(MA,MI);//组合主次设备号
    ret = register_chrdev_region(no,count,name);
    if(ret != 0)
    {
        printk("reg is error\n");
        return -1;
    }
    //2.init    设备初始化,抽象出来一个对象
    cdev_init(&mydev,&myfops);
    //3.add     添加设备
    ret = cdev_add(&mydev,no,count);
    if(ret != 0)
    {
        unregister_chrdev_region(no,count);
        return -1;
    }
    //down:hardware
    printk("myinit ok\n");
    return 0;
}
static int myexit(void)
{
    cdev_del(&mydev);
    unregister_chrdev_region(no,count);
    printk("myexit ok\n");
    return 0 ;
}
//3.reg kernel
module_init(myinit);
module_exit(myexit);
//4.mod info
MODULE_LICENSE("GPL");

应用程序

/*===============================================
*   文件名称：mainopen.c
*   创 建 者: memories
*   创建日期：2023年07月06日
*   描    述：have a nice day
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    char wbuf[20]="12122122142";
    char rbuf[20]={0};
    int ret = 0;
    int fd = open("/dev/mydev",O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open failed fd is %d\n",fd);
        return -1;
    }
    write(fd,wbuf,5);
    ret = read(fd,rbuf,5);
    if(ret < 0)
    {
        perror("read");
        return -1;
    }
    if(ret == 0)
    {
        printf("read is finish\n");
    }
    printf("%s\n",rbuf);
    close(fd);
    return 0;
}

memcpy()

ssize_t mywrite (struct file *pf, const char __user *ubuf, size_t len, loff_t *poff)
{
    memcpy(mbuf,ubuf,len);
    printk("%s\n",ubuf);
    printk("now write\n");    
    return len;
}
其中char __user *ubuf中的ubuf对应应用程序中 write(fd,wbuf,sizeof(wbuf))的wbuf，而不是对应fd中的内容
    
ssize_t myread (struct file *pf, char __user *ubuf, size_t len, loff_t *poff)
{
    memcpy(ubuf,mbuf,len);
    printk("now read\n");   
    return len;
}
其中char __user *ubuf中的ubuf对应应用程序中 read(fd,rbuf,sizeof(rbuf))的rbuf，而不是对应fd中的内容

void * memcpy(void * dest, const void *src, size_t n);

copy_to_user(),copy_from_user()

static inline long copy_from_user(void *to,const void __user * from, unsigned long n);
static inline long copy_to_user(void __user *to,const void *from, unsigned long n)
类似于memcopy，但比memcopy快

ioremap() , iounmap()

自定义命令去设置---->设备特有的功能
提前协商好一个命令：
eg:led_on
应用层：ioctl(fd,cmd,..)
驱动：unlocked_ioctl( cmd );
	if(cmd == led_on)
		执行led on；
		
void __iomem *ioremap(resource_size_t phys_addr, unsigned long size)

void iounmap(volatile void __iomem *addr_in)

writel(),readl()

writel() 往内存映射的 I/O 空间上写数据，wirtel()  I/O 上写入 32 位数据 (4字节)。

readl() 从内存映射的 I/O 空间读取数据,readl 从 I/O 读取 32 位数据 ( 4 字节 )。

驱动控制LED闪烁

  1. 用户需求：写一个led的驱动，实现led2的闪烁

  2. 驱动需求：设备：led2 功能：亮 、灭

  3. 寄存器操作：

    1. 原理图： 设备–>pin–>设备控制芯片

      ​ 驱动需求（led2亮灭） --> 设备需求（gpx1_1高/低电平）

    2. 芯片手册：设备控制芯片–>寄存器

    人 —> 二进制代码 —> CPU芯片 —> 设备控制芯片 —> 寄存器 —> 设备

  4. 编写驱动：

    //头文件

    //函数实现

    //函数注册

    //信息描述

驱动函数

/*===============================================
 *   文件名称：mod.c
 *   创 建 者: memories
 *   创建日期：2023年07月06日
 *   描    述：have a nice day
 ================================================*/
//1.header
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include "cmd.h"

#define MA 300
#define MI 0

static dev_t no = 0;
static unsigned count = 1;
static const char *name = "mydev";
static struct cdev mydev;
static char mbuf[32]={0};
static int *vaddr={0},*vaddr1={0};

int myopen(struct inode *pi,struct file *pf)
{
    printk("kernel open\n");
    return 0;
}

int myrelease(struct inode *pi,struct file *pf)
{
    printk("kernel close\n");
    return 0;
}
ssize_t myread (struct file *pf, char __user *ubuf, size_t len, loff_t *poff)
{
    int ret = 0;
    ret = copy_to_user(ubuf,mbuf,len);
    if(ret != 0)
        return -1;
    printk("now read\n");   
    return len;
}
ssize_t mywrite (struct file *pf, const char __user *ubuf, size_t len, loff_t *poff)
{
    int ret = 0;
    ret = copy_from_user(mbuf,ubuf,len);
    if(ret != 0)
        return -1;
    printk("now write\n");    
    return len;
}
long myioctl (struct file *pf, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    switch(cmd)
    {
        case LED_ON:
     printk("led on\n");
    writel(readl(vaddr1)|(0x1<<4),vaddr1);
     break;
        case LED_OFF:
     printk("led off\n");
    writel(readl(vaddr1)&~(0x1<<4),vaddr1);
     break;
    };
    return 0;
}

static const struct file_operations myfops={
    .release = myrelease,
    .open = myopen,
    .read = myread,
    .write = mywrite,
    .unlocked_ioctl = myioctl,

};//文件操作集
//2.init/exit fun
static int myinit(void)
{
    int ret = 1;
    //up: kernel
    //1.registed 把设备对象注册到系统中
    no = MKDEV(MA,MI);//组合主次设备号
    ret = register_chrdev_region(no,count,name);
    if(ret != 0)
    {
        printk("reg is error\n");
        return -1;
    }
    //2.init    设备初始化,抽象出来一个对象
    cdev_init(&mydev,&myfops);
    //3.add     添加设备
    ret = cdev_add(&mydev,no,count);
    if(ret != 0)
    {
        unregister_chrdev_region(no,count);
        return -1;
    }
    //down:hardware
    printk("myinit ok\n");
    //1.映射，内核的物理地址转换为虚拟地址paddr-->vaddr
    printk("121212\n");
    vaddr = ioremap(GPF3CON,4);
    vaddr1 = ioremap(GPF3DAT,4);
    //2.dev init
    writel((readl(vaddr)) & ~(0xf<<16) | (0x1<<16),vaddr);
    return 0;
}
static int myexit(void)
{
    //和内核相关
    cdev_del(&mydev);
    unregister_chrdev_region(no,count);
    printk("myexit ok\n");
    //和硬件相关
    //1.解除映射
    iounmap(vaddr);
    iounmap(vaddr1);
    return 0 ;
}
//3.reg kernel
module_init(myinit);
module_exit(myexit);
//4.mod info
MODULE_LICENSE("GPL");

应用函数

/*===============================================
*   文件名称：mainopen.c
*   创 建 者: memories
*   创建日期：2023年07月06日
*   描    述：have a nice day
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    char wbuf[20]="12122122142";
    char rbuf[20]={0};
    int ret = 0;
    int fd = open("/dev/mydev",O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open failed fd is %d\n",fd);
        return -1;
    }
    write(fd,wbuf,5);
    ret = read(fd,rbuf,5);
    if(ret < 0)
    {
        perror("read");
        return -1;
    }
    if(ret == 0)
    {
        printf("read is finish\n");
    }
    printf("%s\n",rbuf);
    close(fd);
    return 0;
} 

/*===============================================
*   文件名称：cmd.h
*   创 建 者: memories
*   创建日期：2023年07月07日
*   描    述：have a nice day
================================================*/
#ifndef __cmd_H_
#define __cmd_H_

#define LED_ON  _IOW('L',0,int)//某个类型,第几个,转换类型
#define LED_OFF _IOW('L',1,int)
#define GPF3CON  0x114001E0
#define GPF3DAT  0x114001E4


#endif

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