项目名称：驱动开发(控LED灯，控制蜂鸣器)

news/2024/11/26 6:25:18/

一，简述

(1)Linux系统组成

()app:                                                [0-3G]

---------------------------------系统调用（软中断）---------------------

kernel：                                         【3-4G】

5种功能：

进程管理：进程的创建、销毁、调度等功能

文件管理：通过文件系统ext2/ext3/ext4  yaff  jiffs等来组织管理文件

网络管理 ：通过网络协议栈对数据进程封装和拆解的过程

内存管理 ：通过内存管理器对用户空间和内核空间内存的申请和释放

设备管理：设备驱动的管理

字符设备驱动：

  1. 按照字节为单位进行访问，顺序访问
  2. 会创建设备文件，open read write close来访问

       块设备驱动：

  1. 按照块（512字节）（扇区）来访问，可以顺序访问，可以无序访问
  2. 会创建设备文件，open read write close来访问

       网卡设备驱动：按照网络数据包来收发的

(2)驱动移植

  1. 需要有一个驱动对应的 .c代码
  2. 把.c文件放入到对应的文件夹内（char）
  3. 修改Makefile-》添加上自己代码编译生成的.o文件-》保存退出
  4. 修改Kconfig生成自己的菜单  （3和4根据其他的仿写）-》保存退出
  5. 到顶层目录执行make menuconfig-》配置自己的驱动(M)
  6. 编译-》make modules
  7. 找到生成的.ko文件安装（insmod lcd.ko ）

编译：

make uImage-->uImage(包含了新的驱动的内核)

make modules -->demo.ko

Makefile  modules:

编译模块的规则

    Y(要编译到内核中)  M(编译生成模块)  N(不编译驱动)

sudo insmod demo.ko  安装驱动

sudo rmmod  demo     卸载驱动

静态编译：编译之后生成的可执行程序可以单独执行

动态编译：编译之后生成的可执行程序需要依赖其他内核才能执行

内部编译：在内核源码树中编译

外部编译：在内核源码树外编译

(3)驱动模块

入口（安装）：资源的申请

出口（卸载）：资源的释放

许可证：GPL

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>                                                                          
static int __init  hello_init(void) 
//__init将hello_in it放到.init.text段中
{return 0;
} 
static void __exit hello_exit(void)//__exit将hello_exit放到.exit.text段中
{
}
module_init(hello_init);
//告诉内核驱动的入口地址
module_exit(hello_exit);
//告诉内核驱动的出口地址
MODULE_LICENSE("GPL");
//许可证

(4)字符设备驱动

int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,const struct file_operations *fops)

功能：注册一个字符设备驱动

参数：

@major：主设备号  

 ：如果你填写的值大于0，它认为这个就是主设备号

 ：如果你填写的值为0，操作系统给你分配一个主设备号   

@name :名字    cat /proc/devices 查看设备名和主设备号

@fops :操作方法结构体

返回值：major>0 ,成功返回0，失败返回错误码（负数） （vi -t EIO 可以查看错误码）

major=0,成功主设备号，失败返回错误码（负数）      

void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)

功能：注销一个字符设备驱动

参数：

major:主设备号

name:名字

返回值：无

二，相关知识点

应用程序如何将数据传递给驱动（读写方向站在用户角度）

int copy_from_user(void *to, const void __user *from, int n)

功能：从用户空间拷贝数据到内核空间

参数：

  to:内核中内存的首地址  from：用户空间的首地址  n：拷贝数据的长度

返回值：成功返回0，失败返回未拷贝的字节个数

int copy_to_user(void __user *to,const void *from,int n)

功能：从内核空间拷贝数据到用户空间

参数：

to:用户空间内存的首地址 from：内核空间的首地址 n：拷贝数据的长度

返回值：成功返回0，失败返回未拷贝的字节个数

控制LED灯：

驱动如何操作寄存器

rgb_led灯的寄存器是物理地址，在linux内核启动之后，

在使用地址的时候，操作的全是虚拟地址。需要将物理地址

转化为虚拟地址。在驱动代码中操作的虚拟地址就相当于

操作实际的物理地址。

物理地址<------>虚拟地址

void * ioremap(phys_addr_t offset, unsigned long size)

功能：将物理地址映射成虚拟地址

参数：

@offset :要映射的物理地址

@size   :大小（字节）

返回值：成功返回虚拟地址，失败返回NULL; 

void iounmap(void  *addr)

功能：取消映射

参数：

@addr ：虚拟地址

返回值：无

RGB_led 

red  :gpioa28

GPIOXOUT   :控制高低电平的   0xC001A000

GPIOxOUTENB：输入输出模式    0xC001A004

GPIOxALTFN1：function寄存器  0xC001A024

green:gpioe13

0xC001e000

blue :gpiob12

0xC001b000

指针类型加1是加的他的类型大小

驱动控制灯

 三，代码开发

驱动层

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/printk.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/device.h>#define RED_BASE 0xC001A000 //红灯基地址
#define BLUE_BASE 0xC001B000 //蓝灯基地址
#define GREEN_BASE 0xC001E000 //绿灯基地址
#define FMQ_BASE 0xC001C000 //蜂鸣器基地址unsigned int *red_base = NULL;//申请的红灯虚拟地址
unsigned int *blue_base = NULL;//申请的蓝灯虚拟地址
unsigned int *green_base = NULL;//申请的绿灯虚拟地址
unsigned int *fmq_base = NULL;//申请的蜂鸣器虚拟地址#define CNAME "hello"//设备名称
int major = 0;//设备号
int r_led=0,b_led=0,g_led=0;
char kbuf[128] = {0};//数据缓存区
struct class *cls;//自动创建设备节点 目录返回
struct device *dev;//自动创建设备节点 信息返回
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)//自己的open函数
{printk("open\n");//应用层使用open函数时会打印这句信息return 0;
}
ssize_t mycdev_read(struct file *file, char __user *ubuf,//自己写的read函数size_t size, loff_t *offs)
{memset(kbuf,0,sizeof(kbuf));int ret;printk("read is 111\n");//应用层使用read函数时会打印这句信息
//红灯if(r_led){strcat(kbuf,"red_led_open;");}else{strcat(kbuf,"red_led_close;");}//蓝灯if(b_led){strcat(kbuf,"blue_led_open;");}else{strcat(kbuf,"blue_led_close;");}
//绿灯if(g_led){strcat(kbuf,"green_led_open;");}else{strcat(kbuf,"green_led_close;");}if(size > sizeof(kbuf))size = sizeof(kbuf);//判断应用层传来的数据是不是大于咱们自己声明的数组长度，如果大于给转成128ret=copy_to_user(ubuf,kbuf,size);//将驱动层kbuf内数据读到应用层if(ret){ //如果错误进入printk("copy  to user error\n");return -EINVAL;//返回错误提示}return size;
}
ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char __user *ubuf,size_t size, loff_t *offs)
{int ret;printk("this is write\n");//应用层使用write函数时会打印这句信息if(size > sizeof(kbuf)) size = sizeof(kbuf);//判断应用层传来的数据是不是大于咱们自己声明的数组长度，如果大于给转成128ret=copy_from_user(kbuf,ubuf,size);//将应用层ubuf内数据写到驱动层if(ret){printk("copyfrom user error\n");return -EINVAL;}
//红灯if(strncmp(kbuf,"11",2)==0){//灭灯*red_base &= ~(1<<28);r_led=0;}if(strncmp(kbuf,"22",2)==0)//亮灯{*red_base |= (1<<28);r_led=1;}
//蓝灯if(strncmp(kbuf,"33",2)==0){//灭灯*blue_base &= ~(1<<12);b_led=0;}if(strncmp(kbuf,"44",2)==0){//亮灯*blue_base |= (1<<12);b_led=1;}
//绿灯if(strncmp(kbuf,"55",2)==0){//灭灯*green_base &= ~(1<<13);g_led=0;}if(strncmp(kbuf,"66",2)==0){//亮灯*green_base |= (1<<13);g_led=1;}
//蜂鸣器if(strncmp(kbuf,"77",2)==0){//蜂鸣器关*fmq_base &= ~(1<<14);}if(strncmp(kbuf,"88",2)==0){//蜂鸣器开*fmq_base |= (1<<14);}return size;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("close");//应用层使用close函数时会打印这句信息return 0;
}const struct file_operations fops = {//这个结构体为咱们自己写的，在注册驱动时被调用，这是APP层能调用驱动层上面咱们自己的的程序的关键.open    = mycdev_open,//将自己写的open函数给到API内.read    = mycdev_read,//将自己写的read函数给到API内.write   = mycdev_write,//将自己写的write函数给到API内.release = mycdev_close,//将自己写的close函数给到API内
};static int __init mycdev_init(void)
{//注册字符设备驱动major = register_chrdev(major,CNAME,&fops);if(major < 0){printk("register device error\n");//注册失败打印return major;}red_base = ioremap(RED_BASE,36);//物理地址转换虚拟地址 红灯GPIOa28if(red_base == NULL){//转换失败提示printk("red ioremap error\n");return -ENOMEM;}blue_base = ioremap(BLUE_BASE,36);//物理地址转换虚拟地址 if(blue_base == NULL){//转换失败提示printk("blue ioremap error\n");return -ENOMEM;}green_base = ioremap(GREEN_BASE,36);//物理地址转换虚拟地址if(green_base == NULL){//转换失败提示printk("green ioremap error\n");return -ENOMEM;}fmq_base = ioremap(FMQ_BASE,36);//物理地址转换虚拟地址if(fmq_base == NULL){//转换失败提示printk("fmq ioremap error\n");return -ENOMEM;}
//红灯部分配置*red_base &= ~(1<<28);//配置为灭灯*(red_base+1) |= (1<<28);//配置为输出模式*(red_base+9) &= ~(3<<24);//配置为GPIO功能，基地址+9,16进制36是24
//蓝灯部分配置*blue_base &= ~(1<<12);*(blue_base+1) |= (1<<12);*(blue_base+8) &= ~(3<<24);*(blue_base+8) |= (1<<25);
//绿灯部分配置*green_base &= ~(1<<13);*(green_base+1) |= (1<<13);*(green_base+8) &= ~(3<<26);
//蜂鸣器部分配置*fmq_base &= ~(1<<14);*(fmq_base+1) |= (1<<14);*(fmq_base+8) &= ~(3<<28);*(fmq_base+8) |= (1<<28);//自动创建设备节点cls = class_create(THIS_MODULE,CNAME);//自动创建设备节点目录if(IS_ERR(cls)){//IS_ERR可以将cls 错误码指针转换成错误码printk("class create error\n");return PTR_ERR(cls);//失败返回错误码}dev = device_create(cls,NULL,MKDEV(major,0),NULL,CNAME);//自动创建设备节点信息if(IS_ERR(dev)){printk("device create error\n");return PTR_ERR(dev);//失败返回错误码}return 0;
}static void __exit mycdev_exit(void)//出口
{device_destroy(cls,MKDEV(major,0));//注释掉自动创建节点 信息class_destroy(cls);//注释掉自动创建节点 目录iounmap(green_base);//注销掉虚拟地址，注意后申请的先注销iounmap(blue_base);iounmap(red_base);//注销字符设备驱动unregister_chrdev(major,CNAME);
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

应用层（控制LED灯，蜂鸣器）


#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>char buf[6] = {0};//数据缓存int main(int argc, const char *argv[])
{int fd;fd = open("./hello",O_RDWR);//打开文件if(fd == -1){perror("open error");//打开错误提示return -1;}while(1){write(fd,buf,sizeof(buf));//将buf写入驱动中用于控制LED亮灭sleep(1);//延时//buf[0] = buf[0]?0:1;//如果buf[0]为0则赋值1，不为赋值0
//红灯if(strncmp(buf,"11",2)==0){//灭灯printf("红灯灭");}else if(strncmp(buf,"22",2)==0)//亮灯{printf("红灯亮");}
//蓝灯else if(strncmp(buf,"33",2)==0){//灭灯printf("蓝灯灭")}else if(strncmp(buf,"44",2)==0){//亮灯printf("蓝灯亮");}
//绿灯else if(strncmp(buf,"55",2)==0){//灭灯printf("绿灯灭");}else if(strncmp(buf,"66",2)==0){//亮灯printf("绿灯亮");}
//蜂鸣器else if(strncmp(buf,"77",2)==0){printf("蜂鸣器关");}else if(strncmp(buf,"88",2)==0){printf("蜂鸣器开");}}close(fd);//关闭return 0;
}


http://www.ppmy.cn/news/974783.html

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