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Linux驅(qū)動(dòng)實(shí)踐：如何編寫(xiě)【?GPIO?】設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序？

時(shí)間：2021-11-29 15:33:50
關(guān)鍵字： GPIO    編寫(xiě)    驅(qū)動(dòng)程序   
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[導(dǎo)讀]作?者：道哥，10年嵌入式開(kāi)發(fā)老兵，專(zhuān)注于：C/C、嵌入式、Linux。關(guān)注下方公眾號(hào)，回復(fù)【書(shū)籍】，獲取Linux、嵌入式領(lǐng)域經(jīng)典書(shū)籍；回復(fù)【PDF】，獲取所有原創(chuàng)文章(PDF格式)。目錄示例程序目標(biāo)編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)應(yīng)用程序卸載驅(qū)動(dòng)模塊別人的經(jīng)驗(yàn)，我們的階梯！大家好，我是道哥。...

作  者：道哥，10 年嵌入式開(kāi)發(fā)老兵，專(zhuān)注于：C/C 、嵌入式、Linux。


關(guān)注下方公眾號(hào)，回復(fù)【書(shū)籍】，獲取 Linux、嵌入式領(lǐng)域經(jīng)典書(shū)籍；回復(fù)【PDF】，獲取所有原創(chuàng)文章( PDF 格式)。


目錄


別人的經(jīng)驗(yàn)，我們的階梯！


大家好，我是道哥。


在前幾篇文章中，我們一塊討論了：在Linux系統(tǒng)中，編寫(xiě)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的基本框架，主要是從代碼流程和 API 函數(shù)這兩方面觸發(fā)。


這篇文章，我們就以此為基礎(chǔ)，寫(xiě)一個(gè)有實(shí)際應(yīng)用功能的驅(qū)動(dòng)程序：


  1. 在驅(qū)動(dòng)程序中，初始化 GPIO 設(shè)備，自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn);


  2. 在應(yīng)用程序中，打開(kāi) GPIO 設(shè)備，并發(fā)送控制指令設(shè)置 GPIO 口的狀態(tài);


示例程序目標(biāo)

編寫(xiě)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序模塊：mygpio.ko。


當(dāng)這個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊被加載的時(shí)候，在系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)mygpio類(lèi)設(shè)備，并且在/dev目錄下，創(chuàng)建4個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)：


/dev/mygpio0


/dev/mygpio1


/dev/mygpio2


/dev/mygpio3


因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在是在x86平臺(tái)上來(lái)模擬 GPIO的控制操作，并沒(méi)有實(shí)際的GPIO硬件設(shè)備。


因此，在驅(qū)動(dòng)代碼中，與硬件相關(guān)部分的代碼，使用宏MYGPIO_HW_ENABLE控制起來(lái)，并且在其中使用printk輸出打印信息來(lái)體現(xiàn)硬件的操作。


在應(yīng)用程序中，可以分別打開(kāi)以上這4個(gè)GPIO設(shè)備，并且通過(guò)發(fā)送控制指令，來(lái)設(shè)置GPIO的狀態(tài)。


編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序

以下所有操作的工作目錄，都是與上一篇文章相同的，即：~/tmp/linux-4.15/drivers/。


創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)目錄和驅(qū)動(dòng)程序

$ cd linux-4.15/drivers/
$ mkdir mygpio_driver
$ cd mygpio_driver
$ touch mygpio.c
mygpio.c文件的內(nèi)容如下(不需要手敲，文末有代碼下載鏈接)：


#include

  • #include

  • #include

  • #include

  • #include


  • // GPIO 硬件相關(guān)宏定義
    #define MYGPIO_HW_ENABLE

    // 設(shè)備名稱(chēng)
    #define MYGPIO_NAME "mygpio"

    // 一共有４個(gè) GPIO 口
    #define MYGPIO_NUMBER 4

    // 設(shè)備類(lèi)
    static struct class *gpio_class;

    // 用來(lái)保存設(shè)備
    struct cdev gpio_cdev[MYGPIO_NUMBER];

    // 用來(lái)保存設(shè)備號(hào)
    int gpio_major = 0;
    int gpio_minor = 0;

    #ifdef MYGPIO_HW_ENABLE
    // 硬件初始化函數(shù)，在驅(qū)動(dòng)程序被加載的時(shí)候(gpio_driver_init)被調(diào)用
    static void gpio_hw_init(int gpio)
    {
    printk("gpio_hw_init is called: %d. \n", gpio);
    }

    // 硬件釋放
    static void gpio_hw_release(int gpio)
    {
    printk("gpio_hw_release is called: %d. \n", gpio);
    }

    // 設(shè)置硬件GPIO的狀態(tài)，在控制GPIO的時(shí)候(gpio_ioctl)被調(diào)研
    static void gpio_hw_set(unsigned long gpio_no, unsigned int val)
    {
    printk("gpio_hw_set is called. gpio_no = %ld, val = %d. \n", gpio_no, val);
    }
    #endif

    // 當(dāng)應(yīng)用程序打開(kāi)設(shè)備的時(shí)候被調(diào)用
    static int gpio_open(struct inode *inode, struct file *file)
    {

    printk("gpio_open is called. \n");
    return 0;
    }

    // 當(dāng)應(yīng)用程序控制GPIO的時(shí)候被調(diào)用
    static long gpio_ioctl(struct file* file, unsigned int val, unsigned long gpio_no)
    {
    printk("gpio_ioctl is called. \n");

    // 檢查設(shè)置的狀態(tài)值是否合法
    if (0 != val
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