通过platform实现阻塞IO来驱动按键控制LED灯的亮灭

news2024/11/28 5:57:35

通过platform阻塞IO来驱动按键控制LED灯的亮灭

a .应用程序通过阻塞的io模型来读取number变量的值

b.number是内核驱动中的一个变量

c .number的值随着按键按下而改变（按键中断)例如number=0按下按键number=1 ,再次按下按键number=0

d .在按下按键的时候需要同时将led1的状态取反

e.驱动中需要编写字符设备驱动

f.驱动中需要自动创建设备节点

g.这个驱动需要的所有设备信息放在设备树的同一个节点中

添加的设备树节点

	myplatform{ 
		compatible = "hqyj,myplatform"; 
		reg=<0X12345678 0X400>; 
    	interrupt-parent=<&gpiof>; 
    	interrupts=<9 0>;   //9表示引用中断父节点时的索引信息  0表示默认设置 
       	led1=<&gpioe 10 0>;

实验现象

在这里插入图片描述

pdev.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include<linux/platform_device.h>
 //release函数,用于释放申请的资源
 void   pdev_release(struct device *dev)
 {
      printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
 }
 //资源数组
  struct resource res[]={
     [0]={
         .start=0X12345678,
         .end=0X12345678+59,
         .flags=IORESOURCE_MEM,     
     },   
     [1]={
         .start=71,
         .end=71,
         .flags=IORESOURCE_IRQ,     
     },   
  };
    //定义并初始化
 struct platform_device pdev={
     .name="aaaaa",
     .id=PLATFORM_DEVID_AUTO,
     .dev={
         .release=pdev_release,     
     },
     .num_resources=ARRAY_SIZE(res),
     .resource=res,
 };
 
static int __init mycdev_init(void)
{
    //注册
    platform_device_register(&pdev);
    return 0;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    //注销
    platform_device_unregister(&pdev);
 
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

pdrv.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include<linux/platform_device.h>
#include<linux/mod_devicetable.h>
#include<linux/of.h>
#include<linux/of_gpio.h>
#include<linux/gpio.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/of_irq.h>


struct resource *res;
unsigned int irqno;
struct gpio_desc *gpiono;
 
struct cdev *cdev;
unsigned int major = 500;
unsigned int minor = 0; // 次设备号的起始值
dev_t devno;
struct class *cls;
struct device *dev;
// 定义等待队列头
wait_queue_head_t wq_head;
unsigned int condition = 0;

unsigned int number;
struct device_node *dnode;

// 中断处理函数
irqreturn_t myirq_handler(int irqno, void *dev_id)
{
    if (number == 0)
    {
        number = 1;
        gpiod_set_value(gpiono, 1); // 亮灯
    }
    else
    {
        number = 0;
        gpiod_set_value(gpiono, 0); // 灭灯
    }
    condition=1;//表示硬件数据就绪
    wake_up_interruptible(&wq_head);//唤醒休眠的进程
    //printk("number = %d\n", number); // 打印此时的number的值
    return IRQ_HANDLED;
}
//封装字符设备驱动相关API
//open()
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
//ioctl()
/*{
    //根据给功能码实现相关控制工作
}*/
ssize_t mycdev_read(struct file *file, char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{
    int ret;
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    
    // 向用户空间读取拷贝
    if (size > sizeof(number)) // 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(number);
    wait_event_interruptible(wq_head, condition); // 将进程切换为休眠
    ret = copy_to_user(ubuf, &number, size);
    if (ret) // 拷贝失败
    {
        printk("copy_to_user filed\n");
        return ret;
    }
    condition = 0; // 表示下一次硬件数据没有准备好
    return 0;
}
ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{
    return 0;
}
//close()
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,
};
//probe函数用于匹配设备成功后执行
 int pdrv_probe(struct platform_device *pdev)//当和设备匹配成功之后执行probe
 {
    int ret, i;
    // 初始化等待队列头
    init_waitqueue_head(&wq_head);
    
    //1.为字符设备驱动对象分配空间  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.完成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, "myplatform");
        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, "myplatform");
        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   class_create()
    cls = class_create(THIS_MODULE, "myplatform");
    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  device_create()
     for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "myplatform%d", i);
        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");

    //7.根据设备树节点结构体指针解析GPIO信息
     dnode = of_find_node_by_name(NULL, "myplatform");
    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");

    // 获取软中断号
    irqno = irq_of_parse_and_map(dnode, 0);
    if (!irqno)
    {
        printk("软中断号获取失败\n");
        return -ENOMEM;
    }
    printk("软中断号获取成功 irqno = %d\n", irqno);

    // 注册中断
    ret = request_irq(irqno, myirq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING, "myplatform1", NULL);
    if (ret)
    {
        printk("注册驱动失败\n");
        return ret;
    }
    printk("key1中断注册成功\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);
    }

    gpiod_set_value(gpiono, 0); // 灭灯
 
     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), 3);
out2:
    kfree(cdev);
out1:
    return ret; 
    //8.LED灯灭
    
 }
 //remove用于和设备分离时执行
  int pdrv_remove(struct platform_device *pdev)//当设备和驱动分离时执行remove
  {
    int i;
    //1.释放GPIO信息
    gpiod_put(gpiono);
    //2.销毁设备信息
    
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    }
    //3.销毁目录信息
    class_destroy(cls);
    //4.注销驱动对象
     cdev_del(cdev);
    //5.释放设备号
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, minor), 3);
    //6.释放字符设备驱动对象空间
     kfree(cdev);
      return 0;  
  }
//在驱动中创建一个用于设备树匹配的表
struct of_device_id oftable[]={
    {.compatible="hqyj,myled",},
    {},
};
  //分配对象并初始化
struct platform_driver pdrv={
    .probe=pdrv_probe,
    .remove=pdrv_remove,
    .driver={
        .name="aaaaa", 
        .of_match_table=oftable,  //指定设备树匹配表的首地址 
    },
 
};
//一键注册宏，代替入口出口
module_platform_driver(pdrv);
MODULE_LICENSE("GPL");

test1.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>
 
 
int main(int argc, char const *argv[])
{
    unsigned int number;
    int fd = open("/dev/myplatform0", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("打开设备文件失败\n");
        exit(-1);
    }
    
        while(1)
        {
        read(fd,&number,sizeof(number));//读取数据
        printf("number = %d\n",number);
    
        }
    close(fd);
 
    return 0;
}

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