本人學(xué)習(xí)完韋老師的視頻，因此來復(fù)習(xí)鞏固，寫以筆記記之。
韋老師的課比較難，第一遍不知道在說什么，但是堅(jiān)持看完一遍，再來復(fù)習(xí)，基本上就水到渠成了。
看完視頻復(fù)習(xí)的同學(xué)觀看最佳！
基于 IMX6ULL-PRO
參考視頻 Linux快速入門到精通視頻
參考資料：01_嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)完全手冊(cè)V5.1_IMX6ULL_Pro開發(fā)板.pdf
2024.4.18更新 利用圖解方式探索內(nèi)核函數(shù)調(diào)用
代碼上傳到git網(wǎng)站驅(qū)動(dòng)代碼
一、Hello 驅(qū)動(dòng)編程
1-1 APP 打開的文件在內(nèi)核中如何表示
APP打開文件時(shí)，得到一個(gè)整數(shù)fd，被稱為文件句柄。對(duì)于APP的每一個(gè)文件句柄，在內(nèi)核里面都有一個(gè)struct file結(jié)構(gòu)體(include/linux/fs.h)與之對(duì)應(yīng)。
open打開文件時(shí)，傳入的flags、mode等參數(shù)會(huì)被記錄在內(nèi)核中對(duì)應(yīng)的struct file 結(jié)構(gòu)體里f_flags、f _mode。
去讀寫文件時(shí)，文件的當(dāng)前偏移地址也會(huì)保存在f _pos 成員里。
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
1-2 打開字符設(shè)備節(jié)點(diǎn)時(shí)，內(nèi)核中也有對(duì)應(yīng)的 struct file
struct file_operations *f_op，由驅(qū)動(dòng)程序提供。struct file_operations結(jié)構(gòu)體是Linux內(nèi)核中用于描述文件操作函數(shù)集合的結(jié)構(gòu)體。它包含了許多函數(shù)指針成員，每個(gè)成員對(duì)應(yīng)于不同的文件操作。
1-3 Hello 驅(qū)動(dòng)程序
如何編寫驅(qū)動(dòng)程序步驟
1、確定主設(shè)備號(hào)，也可讓內(nèi)核分配
2、定義自己的file_operations結(jié)構(gòu)體
3、實(shí)現(xiàn)drv_open()、drv_read()、drv_write()等函數(shù)，寫入file_operations結(jié)體
4、file_operations結(jié)構(gòu)體告訴內(nèi)核：register_chrdev()
5、誰來注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序?。康糜幸粋€(gè)入口函數(shù)：安裝驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，就會(huì)去調(diào)用這個(gè)入口函數(shù)
6、有入口函數(shù)就應(yīng)該有出口函數(shù)：卸載驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，出口函數(shù)調(diào)用unregister_chrdev
7、其他完善：提供設(shè)備信息，自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)：class_create, device_create
分析Hello 驅(qū)動(dòng)程序代碼
/*頭文件省略，記得找到源碼添加即可*/
#define MIN(a,b) ((a < b) ? a: b)
/*驅(qū)動(dòng)程序*/
/*1、確定主設(shè)備號(hào)，也可以讓內(nèi)核分配*/
static int major = 0; //設(shè)備號(hào)為0 系統(tǒng)自動(dòng)分配
static char kernel_buf[1024];
static struct class *hello_class;
/*3、實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的 drv_open/drv_read/drv_write等函數(shù)，填入 file_operations結(jié)構(gòu)體*/
static ssize_t hello_drv_read(struct file *file, char __user * buf, size_t size, loff_t * offset)
{
int err;
/*驅(qū)動(dòng)調(diào)試 屏幕打印文件名，函數(shù)名，行號(hào)*/
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024, size)); //內(nèi)核存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀到用戶buf中
return MIN(1024, size);
}
static ssize_t hello_drv_write(struct file *file, const char __user * buf, size_t size, loff_t * offset)
{
int err;
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size)); //用戶buf的數(shù)據(jù)寫到內(nèi)核中
return MIN(1024, size);
}
static int hello_drv_open(struct inode *node, struct file *file)
{
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
static int hello_drv_close(struct inode *node, struct file *file)
{
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
/*2、定義自己的 file_operations結(jié)構(gòu)體*/
static struct file_operations hell_drv = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = hello_drv_open,
.read = hello_drv_read,
.write = hello_drv_write,
.release = hello_drv_close,
};
/*4、把 file_operations結(jié)構(gòu)體告訴內(nèi)核： register_chrdev 誰來注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序??？*/
/*5、得有一個(gè)入口函數(shù)：安裝驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，就會(huì)去調(diào)用這個(gè)入口函數(shù)*/
static int __init hello_init(void)
{
int err;
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
/*注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序*/
major = register_chrdev(0, "hello", &hell_drv);
/*創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)*/
hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
err = PTR_ERR(hello_class); /*錯(cuò)誤處理函數(shù)*/
if (IS_ERR(hello_class)){
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
unregister_chrdev(0, "hello");
return -1;
}
//device_create(struct class *class, struct device *parent,dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello"); /* /dev/hello */
return 0;
}
/*6、有入口函數(shù)就應(yīng)該有出口函數(shù)：卸載驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，出口函數(shù)調(diào)用 unregister_chrdev */
static void __exit hello_exit(void)
{
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
device_destroy(hello_class, MKDEV(major, 0)); //MKDEV(major, 0)主設(shè)備號(hào) 次設(shè)備號(hào)
class_destroy(hello_class);
unregister_chrdev(0, "hello");
}
/*7、其他完善：提供設(shè)備信息，自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)： class_create, device_create*/
module_init(hello_init); //修飾為入口函數(shù)
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL"); //遵守GPL協(xié)議
① register_chrdev()是Linux內(nèi)核中用于注冊(cè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的函數(shù)。在Linux系統(tǒng)中，字符設(shè)備是一種提供面向字符的I/O操作的設(shè)備，例如終端、打印機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤、LED、I2C、SPI等。
int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, struct file_operations *fops);
major = register_chrdev(0, "hello", &hell_drv);
其中參數(shù)含義如下：
major: 主設(shè)備號(hào)，用于唯一標(biāo)識(shí)該字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。
name: 設(shè)備名稱，用于在/proc/devices中顯示。
fops: 指向struct file_operations結(jié)構(gòu)體的指針，包含了該字符設(shè)備支持的操作函數(shù)。
當(dāng)調(diào)用register_chrdev()函數(shù)時(shí)，內(nèi)核會(huì)為指定的字符設(shè)備注冊(cè)一個(gè)主設(shè)備號(hào)，并將其與對(duì)應(yīng)的操作函數(shù)關(guān)聯(lián)起來。這樣，在用戶空間通過設(shè)備文件和系統(tǒng)調(diào)用就能夠訪問和操作這個(gè)字符設(shè)備了。
② class_create()是Linux內(nèi)核中用于創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)備類的函數(shù)。在Linux系統(tǒng)中，設(shè)備類是一種將相關(guān)設(shè)備實(shí)例進(jìn)行組織和分類的機(jī)制。
struct class *class_create(struct module *owner, const char *name);
hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
其中參數(shù)含義如下：
owner: 指向struct module類型的指針，表示擁有該設(shè)備類的模塊。
name: 設(shè)備類的名稱，用于在/sys/class/目錄下創(chuàng)建相應(yīng)的子目錄。
成功調(diào)用class_create()函數(shù)后，會(huì)在/sys/class/目錄下創(chuàng)建一個(gè)與指定名稱對(duì)應(yīng)的子目錄，用于存放屬于該設(shè)備類的設(shè)備實(shí)例。
③ device_create()是Linux內(nèi)核中用于創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備實(shí)例的函數(shù)。在Linux系統(tǒng)中，設(shè)備實(shí)例是設(shè)備類中的具體設(shè)備對(duì)象。通過device_create()函數(shù)可以創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)備實(shí)例，并將其與指定的設(shè)備類進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *format, ...);
device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello"); /* /dev/hello */
其中參數(shù)含義如下：
class: 指向struct class類型的指針，表示要?jiǎng)?chuàng)建設(shè)備實(shí)例所屬的設(shè)備類。
parent: 指向struct device類型的指針，表示要?jiǎng)?chuàng)建設(shè)備實(shí)例的父設(shè)備。通常為NULL，表示沒有父設(shè)備。
devt: 設(shè)備號(hào)，用于標(biāo)識(shí)設(shè)備實(shí)例的唯一性。
drvdata: 指向設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，可以傳遞給設(shè)備實(shí)例。
format: 設(shè)備名稱的格式化字符串，用于在/sys/class/<class_name>/目錄下創(chuàng)建相應(yīng)的設(shè)備實(shí)例目錄。
成功調(diào)用device_create()函數(shù)后，會(huì)在/sys/class/<class_name>/目錄下創(chuàng)建一個(gè)與指定格式化字符串對(duì)應(yīng)的設(shè)備實(shí)例目錄，通過在/dev目錄下創(chuàng)建相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。
1-4 測(cè)試
(1) 修改makefile文件，內(nèi)核路徑對(duì)應(yīng)于自己系統(tǒng)上的
KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88
(2) 打印內(nèi)核信息，在串口處設(shè)置快捷方式
echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk
控制內(nèi)核打印信息級(jí)別，＞7的才輸出。即不輸出內(nèi)核打印信息
/include/linux/kern_levels.h
#define KERN_SOH "\001" /* ASCII Start Of Header */
#define KERN_EMERG KERN_SOH "0" /* system is unusable 系統(tǒng)崩潰前的信息*/
#define KERN_ALERT KERN_SOH "1" /* action must be taken immediately 需要立即處理的消息 */
#define KERN_CRIT KERN_SOH "2" /* critical conditions 嚴(yán)重情況*/
#define KERN_ERR KERN_SOH "3" /* error conditions 錯(cuò)誤*/
#define KERN_WARNING KERN_SOH "4" /* warning conditions 警告*/
#define KERN_NOTICE KERN_SOH "5" /* normal but significant condition 注意 */
#define KERN_INFO KERN_SOH "6" /* informational 普通信息*/
#define KERN_DEBUG KERN_SOH "7" /* debug-level messages 調(diào)試*/
(3) 裝載驅(qū)動(dòng)insmod
(4)顯示的當(dāng)前內(nèi)核已經(jīng)加載的模塊和驅(qū)動(dòng)lsmod
(5)卸載驅(qū)動(dòng)rmmod
(6)顯示主設(shè)備號(hào) register_chrdev()
cat /proc/devices
(7)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)class_create()和device_create()
1-5 補(bǔ)充知識(shí)
(1) module_init/module_exit 的實(shí)現(xiàn)
一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序有入口函數(shù)、出口函數(shù)。驅(qū)動(dòng)程序可以被編進(jìn)內(nèi)核里，也可以被編譯為ko文件后手工加載。
module_init(hello_init)
module_exit(hello_exit);
當(dāng)編譯為ko文件時(shí)，使用insmod 命令加載驅(qū)動(dòng)時(shí)，內(nèi)核調(diào)用 init_module 函數(shù)，實(shí)際上就是調(diào)用hello_init函數(shù)；使用rmmod命令卸載驅(qū)動(dòng)時(shí)，內(nèi)核都是調(diào)用cleanup_module 函數(shù)，實(shí)際上就是調(diào)用hello_ exit 函數(shù)。
(2) register_chrdev 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)
chrdevs[i]數(shù)組項(xiàng)是一個(gè)鏈表頭，鏈表里每一個(gè)元素都是一個(gè)char_device_struct 結(jié)構(gòu)體，每個(gè)元素表示一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。
struct char_device_struct {
struct char_device_struct *next;
unsigned int major;
unsigned int basem inor;
int minorct;
char name[64];
struct cdev *cdev; /* will die */
}*chrdevs[CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE];
它指定了主設(shè)備號(hào)major 、次設(shè)備號(hào) baseminor 、個(gè)數(shù) minorct ，在 cdev中含有 file_operations 結(jié)構(gòu)體。因此，內(nèi)核通過主、次設(shè)備號(hào)，找到對(duì)應(yīng)的file_operations 結(jié)構(gòu)體”。
APP 打開某個(gè)字符設(shè)備節(jié)點(diǎn)時(shí)，進(jìn)入內(nèi)核。在內(nèi)核里根據(jù)字符設(shè)備節(jié)點(diǎn)的主、次設(shè)備號(hào)，通過cdev_add()函數(shù)調(diào)用在cdev_map鏈表中快速得到cdev，再從cdev中得到file_operations結(jié)構(gòu)體。
(3) class_destroy/device_create 淺析
在/sys目錄下創(chuàng)建一些目錄、文件，這樣 Linux 系統(tǒng)中的 APP就可以根據(jù)這些目錄或文件來創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)。
二、GPIO基礎(chǔ)知識(shí)
GPIO: General purpose input/output ，通用的輸入輸出口
2-1 GPIO結(jié)構(gòu)
(1) 有多組GPIO，每組有多個(gè)GPIO。例如：GPIO2_IO15。
(2) 使能：電源/時(shí)鐘
(3) 模式(Mode)：引腳可用于GPIO或其他功能
(4) 方向：引腳Mode設(shè)置為GPIO時(shí),可以繼續(xù)設(shè)置它是輸出引腳，還是輸入引腳
(5) 數(shù)值：
? 對(duì)于輸出引腳，可以設(shè)置寄存器讓它輸出高、低電平
? 對(duì)于輸入引腳，可以讀取寄存器得到引腳的當(dāng)前電平
將某一位置1，采用或操作
val = val |(1<<n)
val |= (1<<n)
將某一位清0，用與且取反操作
val = val & ~(1<<n)
val &= ~(1<<n)
GPIO控制涉及CCM、IOMUXC、GPIO模塊本身等三個(gè)部分。
CCM：Clock Controller Module (時(shí)鐘控制模塊)，用于設(shè)置是否向GPIO模塊提供時(shí)鐘。參考資料：芯片手冊(cè)《Chapter 18: Clock Controller Module (CCM) 》
IOMUXC：IOMUX Controller，IO復(fù)用控制器。引腳的模式和功能，參考資料：芯片手冊(cè)《Chapter 32: IOMUX Controller (IOMUXC) 》。
2-2 GPIO模塊內(nèi)部
① GPIOx_GDIR：設(shè)置引腳方向，每位對(duì)應(yīng)一個(gè)引腳 1-output，0-input
② GPIOx_DR：設(shè)置輸出引腳的電平，每位對(duì)應(yīng)一個(gè)引腳 ，1-高電平， 0-低電平
③ GPIOx_PSR：讀取引腳的電平，每位對(duì)應(yīng)一個(gè)引腳 1-高電平， 0-低電平
GPIO設(shè)置步驟
1、使能時(shí)鐘/電源
2、選擇GPIO模式
3、 設(shè)置IO方向
4、設(shè)置高/低電平
三、LED驅(qū)動(dòng)
3-1 最簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)程序
SVC用于生成系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用.例如，用戶程序不允許直接訪問硬件，操作系統(tǒng)可以通過SVC提供對(duì)硬件的訪問。 因此，當(dāng)用戶程序想要使用某些硬件時(shí)，可以使用SVC指令，然后執(zhí)行操作系統(tǒng)中的軟件異常處理程序，并提供用戶應(yīng)用程序請(qǐng)求的服務(wù)。
(1) 驅(qū)動(dòng)怎么操作硬件？
通過ioremap映射寄存器的物理地址得到虛擬地址，讀寫虛擬地址。
(2) 驅(qū)動(dòng)怎么和APP傳輸數(shù)據(jù)？
通過 copy to_user()、copy_from_user() 這2個(gè)函數(shù)。
volatile關(guān)鍵字，防止程序被優(yōu)化，如某一變量的點(diǎn)燈、滅燈(寫操作：*p=0;*p=1讀操作亦是如此)
ioremap()可以將物理地址映射為虛擬地址
virt_addr = ioremap(phys_addr, size);
把物理地址phys_addr 開始的一段空間 ，映射為虛擬地址返回值是該段虛擬地址的首地址。實(shí)際上，它是按頁4096字節(jié)進(jìn)行映射的，即整頁整頁地映射的。
/*頭文件參考源碼即可*/
static int major;
static struct class *led_class;
/*register*/
//IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3地址：0x02290000 + 0x14
static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
//GPIO5_GDIR地址：0x020AC004
static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR;
//GPIO5_DR地址：0x020AC000
static volatile unsigned int *GPIO5_DR;
static ssize_t led_write(struct file *file, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
char val;
int ret;
/*copy_from_user : get data from app 用戶空間的數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)核空間
*status中的數(shù)據(jù)在buf中
*/
ret = copy_from_user(&val, buf, 1);/*buf里的值是用戶空間的state buf=&state*/
/*to set GPIO register:out 1 or 0*/
if(val){
/*set gpio to let led on*/
*GPIO5_DR &= ~(1<<3); //輸出0
}
else{
/*set gpio to let led off 熄滅*/
*GPIO5_DR |=(1<<3); //輸出1
}
return 1;
}
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
/*enable gpio
*configure gpio5_io3 as gpio
*configure gpio5_io3 as output
*/
/*配置為GPIO引腳功能*/
*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 &= ~0xf; //清零
*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 |= 0x05;
/*GPIO引腳配置為輸出方式*/
*GPIO5_GDIR |= (1<<3);
return 0;
}
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.write = led_write,
.open = led_open,
};
/*入口函數(shù)*/
static int __init led_init(void)
{
printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
/*注冊(cè)字符設(shè)備*/
major = register_chrdev(0, "100ask_led", &led_fops);
/*ioremap 將物理地址映射為虛擬地址*/
//IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3地址：0x02290000 + 0x14
IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = ioremap(0x02290000 + 0x14, 4);
//GPIO5_GDIR地址：0x020AC004
GPIO5_GDIR = ioremap(0x020AC004, 4);
//GPIO5_DR地址：0x020AC000
GPIO5_DR = ioremap(0x020AC000, 4);
led_class = class_create(THIS_MODULE, "myled");
device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "myled"); /*系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建 /dev/myled的設(shè)備節(jié)點(diǎn)*/
return 0;
}
static void __exit led_exit(void)
{
iounmap(IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3);
iounmap(GPIO5_GDIR);
iounmap(GPIO5_DR);
device_destroy(led_class, MKDEV(major, 0));
class_destroy(led_class);
unregister_chrdev(major, "100ask_led");
};
3-2 LED驅(qū)動(dòng)程序框架
字符設(shè)備框架
LED驅(qū)動(dòng)框架
應(yīng)用程序訪問驅(qū)動(dòng)程序，會(huì)打開一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，根據(jù)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的主、次設(shè)備號(hào)，在內(nèi)核里找到file_operations結(jié)構(gòu)體。
LED 驅(qū)動(dòng)能支持多個(gè)板子的基礎(chǔ): 分層 思想
這里的目的其實(shí)就是把硬件部分代碼剝離出來，這種構(gòu)思的方法以此來引出后面的設(shè)備樹。
程序解析
(1) led_opr.h 面向?qū)ο缶幊?，將LED抽象為一個(gè)led_operations 結(jié)構(gòu)體
#ifndef _LED_OPR_H
#define _LED_OPR_H
struct led_operations{
int(*init)(int which); /*初始化LED, which-哪個(gè)LED*/ /*函數(shù)指針*/
int (*ctl)(int which, char status); /*控制LED,which-哪個(gè)LED,status:1 亮，0 滅*/
};
struct led_operations *get_board_led_opr(void); /*指針函數(shù) 返回值是結(jié)構(gòu)體類型的指針*/
#endif
/*宏定義作用：防止頭文件重復(fù)定義*/
#ifndef 宏名(_LED_OPR)
#define 宏名(_LED_OPR)
…
#endif
作用：防止頭文件重復(fù)定義出錯(cuò)，即當(dāng)a.h和b.h引用了該頭文件，但是d.c又引用a.h和b.h文件，會(huì)導(dǎo)致引用兩次。
(2) board_demo.c
#include <linux/gfp.h>
#include "led_opr.h"
static int board_demo_led_init(int which) /*初始化LED,which-哪個(gè)LED*/
{
printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__,__FUNCTION__, __LINE__, which);
return 0;
}
static int board_demo_led_ctl(int which, char status) /*控制LED,which-哪個(gè)LED,status:1 亮 0滅*/
{
printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__,__FUNCTION__, __LINE__, which);
return 0;
}
static struct led_operations board_demo_led_opr = {
.init = board_demo_led_init,
.ctl = board_demo_led_ctl,
};
struct led_operations *get_board_led_opr(void)
{
return &board_demo_led_opr;
}
對(duì)led_operations結(jié)構(gòu)體的實(shí)例化board_demo_led_opr以及函數(shù)體的實(shí)現(xiàn)
(3) lederv.c
p_led_opr = get_board_led_opr();
最終p_led_opr指向board_demo_led_opr結(jié)構(gòu)體，通過調(diào)用其結(jié)構(gòu)體成員(2個(gè)函數(shù)指針來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)內(nèi)容)
3-3 課后作業(yè)1
實(shí)現(xiàn)讀LED狀態(tài)的功能：涉及APP和驅(qū)動(dòng)。
思路單獨(dú)編寫read部分代碼
3-4 具體單板的LED驅(qū)動(dòng)程序
位于02_led_drv_for_boards文件夾中
其實(shí)就是在01文件夾中抽象的結(jié)構(gòu)體對(duì)應(yīng)的函數(shù)中的基礎(chǔ)上添加了iMX6ULL具體硬件LED的信息，部分下面代碼所示
//效率太低 進(jìn)行了兩次讀-修改-寫操作
//*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 &= ~(0xf); //清零
//*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 |= (5);
//2、設(shè)置GPIO5_IO03用于GPIO
//只進(jìn)行一次讀操作 一次寫操作
val = *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
val &= ~(0xf);
val |= (5);
*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = val;
課后作業(yè)1：在出口函數(shù)處添加iounmap()函數(shù)
static void __exit led_exit(void)
{
iounmap(IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3);
iounmap(GPIO5_GDIR);
iounmap(GPIO5_DR);
int i;
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
for(i = 0; i < p_led_opr->num; i++){
device_destroy(led_class, MKDEV(major, i)); //MKDEV(major, i)主設(shè)備號(hào) 次設(shè)備號(hào)
}
class_destroy(led_class);
unregister_chrdev(0, "100ask_led"); /*注銷驅(qū)動(dòng)*/
}
課后作業(yè)2
/*部分代碼*/
static int board_demo_led_init(int which) /*初始化LED,which-哪個(gè)LED*/
{
unsigned int val;
int i = 0;
//printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__,__FUNCTION__, __LINE__, which);
if(which == 0){ /*which==次設(shè)備號(hào)*/
if(!i){
CCM_CCGR1 = ioremap(0x20C406C, 4);
IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = ioremap(0x02290014, 4);
GPIO5_GDIR = ioremap(0x020AC004, 4);
GPIO5_DR = ioremap(0x020AC000, 4);
i++;
}
//1、使能GPIO5
*CCM_CCGR1 |= (3<<30);
//效率太低 進(jìn)行了兩次讀-修改-寫操作
//*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 &= ~(0xf); //清零
//*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 |= (5);
//2、設(shè)置GPIO5_IO03用于GPIO
//只進(jìn)行一次讀操作 一次寫操作
val = *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
val &= ~(0xf);
val |= (5);
*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = val;
//3、設(shè)置GPIO5_IO03作為output引腳
*GPIO5_GDIR |= (1<<3);
}
else{
/*由于IM6ULL只有一個(gè)燈可以點(diǎn)，故難以找到對(duì)應(yīng)LED的GIIO口，所以提供思路即可。若有LED，在此處配置第二個(gè)LED即可*/
}
return 0;
}
static int board_demo_led_ctl(int which, char status) /*控制LED,which-哪個(gè)LED,status:1 亮 0滅*/
{
//printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__,__FUNCTION__, __LINE__, which);
if(which == 0){
if(status){ /*on: output 0 點(diǎn)燈*/
*GPIO5_DR &= ~(1<<3);
}
else{ /*off: output 1 熄滅*/
*GPIO5_DR |= (1<<3);
}
}
else{
if(status){ /*on: output 0 點(diǎn)燈*/
//同理，若有LED燈，在此處配置即可 *GPIO5_DR &= ~(1<<3);
}
else{ /*off: output 1 熄滅*/
//*GPIO5_DR |= (1<<3);
}
}
return 0;
}
static struct led_operations board_demo_led_opr = {
.num = 2,
.init = board_demo_led_init,
.ctl = board_demo_led_ctl,
};
四、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的思想
在面向?qū)ο髸r(shí)，字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序抽象出一個(gè)file_operations結(jié)構(gòu)體；LED驅(qū)動(dòng)程序針對(duì)硬件部分抽象出led_operations結(jié)構(gòu)體。
分層思想：
分離思想：
對(duì)于引腳的操作是相同的，那可以針對(duì)該芯片寫出比較通用的硬件操作代碼；
比如board_A.c 使用芯片Y ，那就可以寫出 chipY_gpio.c，它實(shí)現(xiàn)芯片Y的GPIO 操作，適用于芯片Y的所有GPIO引腳。使用時(shí)，我們只需要在board_A_led.c 中指定使用哪一個(gè)引腳即可。
五、總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型
5-1 簡(jiǎn)介
對(duì)于硬件資源，用platform_device結(jié)構(gòu)體來表示；對(duì)于硬件的操作，用platform_driver結(jié)構(gòu)體表示。
內(nèi)核源碼： include\linux\platform_device.h
在內(nèi)核中有一個(gè)虛擬的總線platform_bus_type，它有2個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)，左邊是
設(shè)備Dev鏈表，右邊是驅(qū)動(dòng)Drv鏈表。左邊的設(shè)備鏈表和右邊的驅(qū)動(dòng)鏈表會(huì)進(jìn)行一一比較(通過platform_match函數(shù))，若匹配成功，就會(huì)調(diào)用platform_driver中的probe函數(shù)。
如何進(jìn)行匹配？
(1) platform_device結(jié)構(gòu)體
(2) platform_driver結(jié)構(gòu)體
(3) platform_match
總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫程序步驟
(1) 分配、設(shè)置、注冊(cè)platform_device結(jié)構(gòu)體，在里面定義所用資源，指定設(shè)備名字。
(2) 分配、設(shè)置、注冊(cè)platform_driver結(jié)構(gòu)體，在其中的probe函數(shù)里，分配、設(shè)置、注冊(cè)file_operations結(jié)構(gòu)體，并從platform_device 中確實(shí)所用硬件資源，指定platform_driver的名字。
5-2 LED總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型
之前的LED驅(qū)動(dòng)框架
現(xiàn)目標(biāo)框架如下
解釋:
1、leddrv.c注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序，創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)類，platform_device(相當(dāng)于后面的設(shè)備樹)指定硬件信息，platform_driver指定對(duì)硬件信息進(jìn)行操作(初始化、控制)。
2、注冊(cè)平臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，并且調(diào)用register_led_operations(&board_demo_led_opr)()提前為leddrv.c打開接口。平臺(tái)總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)匹配后，調(diào)用chip_demo_gpio_probe()來獲取硬件資源信息，并且再調(diào)用led_class_create_device()，創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)。/dev/100ask_led0,1,…
3、此時(shí)應(yīng)用層open函數(shù)可以打開設(shè)備，在調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的led_drv_open()，在函數(shù)中初始化硬件p_led_opr->init(minor)，最終調(diào)用到底層board_demo_led_init()函數(shù)。
1、返回該dev中某類型type資源中的第幾個(gè)num
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num)
2、返回該dev所用的第幾個(gè)num中斷
int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num)
3、通過名字name)返回該 dev的某類型type資源
struct resource *platform_get_resource_byname(struct platform_device *dev, unsigned int type, const char *name)
4、通過名字name)返回該dev的中斷號(hào)
int platform_get_irq_byname(struct platform_device *dev const char *name)
程序解析
在board_A_led.c中構(gòu)造platform_device，提供LED硬件相關(guān)資源
static void led_dev_release(struct device *dev)
{
}
static struct resource resources[] = {
{
.start = GROUP_PIN(3,1),
.flags = IORESOURCE_IRQ, /*表示是哪一類資源 這里是假設(shè)IRQ表示引腳*/
.name = "100ask_led_pin",
},
{
.start = GROUP_PIN(5,8),
.flags = IORESOURCE_IRQ,
.name = "100ask_led_pin",
},
};
static struct platform_device board_A_led_dev = {
.name = "100ask_led",
.num_resources = ARRAY_SIZE(resources),
.resource = resources,
.dev = {
.release = led_dev_release, /*防止在調(diào)用
platform_device_unregister 時(shí)會(huì)出現(xiàn)警告*/
},
};
static int __init led_dev_init(void)
{
int err;
err = platform_device_register(&board_A_led_dev); /*注冊(cè)platform_device*/
return 0;
}
static void __exit led_dev_exit(void)
{
platform_device_unregister(&board_A_led_dev);
}
module_init(led_dev_init);
module_exit(led_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
在chip_demo_gpio.c中構(gòu)造platform_device結(jié)構(gòu)體與之匹配
static int g_ledpins[100];
static int g_ledcnt = 0;
/*
*省略部分代碼
*/
static struct led_operations board_demo_led_opr = {
.init = board_demo_led_init,
.ctl = board_demo_led_ctl,
};
struct led_operations *get_board_led_opr(void)
{
return &board_demo_led_opr;
}
static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct resource *res;
int i = 0;
while (1){
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i++);
if (!res)
break;
g_ledpins[g_ledcnt] = res->start; /*記錄引腳 */
led_class_create_device(g_ledcnt); /*創(chuàng)建device_create 有多少引腳，創(chuàng)建多少個(gè)*/
g_ledcnt++;
}
return 0;
}
static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
{
struct resource *res;
int i = 0;
while (1){
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i);
if (!res)
break;
led_class_destroy_device(i);
i++;
g_ledcnt--;
}
return 0;
}
static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = {
.probe = chip_demo_gpio_probe,
.remove = chip_demo_gpio_remove,
.driver = {
.name = "100ask_led",
},
};
static int __init chip_demo_gpio_drv_init(void)
{
int err;
err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver);
register_led_operations(&board_demo_led_opr);
return 0;
}
static void __exit lchip_demo_gpio_drv_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&chip_demo_gpio_driver);
}
module_init(chip_demo_gpio_drv_init);
module_exit(lchip_demo_gpio_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
a.c編譯為a.ko ，里面定義了func_a；如果它想讓b.ko使用該函數(shù)，那
么a .c里需要導(dǎo)出此函數(shù)。并且，使用時(shí)要先加載a.ko 。如果先加載b.ko文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-857277.html
EXPORT_SYMBOL(led_device_create);
5-3 平臺(tái)總線驅(qū)動(dòng)函數(shù)關(guān)系調(diào)用圖解
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-857277.html
到了這里，關(guān)于韋東山嵌入式Liunx入門驅(qū)動(dòng)開發(fā)一(Hello 驅(qū)動(dòng)編程、GPIO基礎(chǔ)知識(shí)、LED驅(qū)動(dòng)、總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
