本文最后更新于317 天前，其中的信息可能已经过时，如有错误请发送邮件到273925452@qq.com
上一篇是直接在驱动程序里面定义GPIO结构体，本章使用设备树改进程序
生成引脚节点
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&BOARD_InitPins>;
imx6ull-board {
BOARD_InitPins: BOARD_InitPinsGrp { /*!< Function assigned for the core: Cortex-A7[ca7] */
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_CSI_VSYNC__GPIO4_IO19 0x000010B0
>;
};
};
};修改设备树
vi /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14×14.dts
根节点加入
sr501{
compatible = "fire,sr501";
sr501-gpios = <&gpio4 19 GPIO_ACTIVE_HIGH>; // 填写你使用的引脚
};添加引脚节点
程序
涉及重要知识点：
– 设备树 – GPIO中断 – 环形缓冲区sr501_drv.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/gpio.h>
/* 主设备号 */
static int major = 0;
static struct class *sr501_class;
static struct gpio_desc *sr501_gpio; //GPIO结构体操作指针
static int sr501_irq; //GPIO中断号
static wait_queue_head_t sr501_wq; //等待队列
/* 环形缓冲区 */
#define BUF_LEN 128
static int g_sr501[BUF_LEN];
static int r, w; //缓冲区读和写的索引
struct fasync_struct *sr501_fasync;
#define NEXT_POS(x) ((x+1) % BUF_LEN)
/* 缓冲区是否为空 */
static int is_sr501_buf_empty(void)
{
return (r == w);
}
/* 缓冲区是否为满 */
static int is_sr501_buf_full(void)
{
return (r == NEXT_POS(w));
}
/* 向缓冲区放入数据 */
static void put_sr501(int sr501_val)
{
if (!is_sr501_buf_full()) /* 缓冲区没有满 */
{
g_sr501[w] = sr501_val; // key放入缓冲区
w = NEXT_POS(w); //更新写索引
}
}
/* 从缓冲区取出数据 */
static int get_sr501(void)
{
int sr501_val = 0;
if (!is_sr501_buf_empty()) // 缓冲区数据不为空
{
sr501_val = g_sr501[r]; // 取出缓冲区数据
r = NEXT_POS(r); //更新读索引
}
return sr501_val;
}
/* 创建等待队列sr501_wq */
// static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sr501_wq);
/* 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体 */
static ssize_t gpio_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
//printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
int err;
int sr501_val; // int类型占用4字节
/* 缓冲区数据为空 且 为非阻塞模式 -> 返回错误码*/
if (is_sr501_buf_empty() && (file->f_flags & O_NONBLOCK))
return -EAGAIN;
/* 阻塞等待缓冲区数据非空 */
wait_event_interruptible(sr501_wq, !is_sr501_buf_empty());
/* 从缓冲区取出数据 */
sr501_val = get_sr501();
/* 把数据拷贝到用户空间 */
err = copy_to_user(buf, &sr501_val, sizeof(sr501_val));
return 4;
}
/* 轮询 */
static unsigned int gpio_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{
/* 1.函数会不断检查GPIO端口的状态，如果状态满足等待条件，则结束等待
2.如果等待时间超过指定时间，则返回超时错误。
wait:等待时间
*/
poll_wait(fp, &sr501_wq, wait);
return is_sr501_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;
}
/* 异步通知 */
static int gpio_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{
/* 该函数用于注册或取消注册异步通知。如果注册成功，则返回0；否则返回-EIO。*/
if (fasync_helper(fd, file, on, &sr501_fasync) >= 0)
return 0;
else
return -EIO;
}
/* 定义自己的file_operations结构体 */
static struct file_operations sr501_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = gpio_drv_read,
.poll = gpio_drv_poll,
.fasync = gpio_drv_fasync, // 异步通知
};
/**
* gpio_sr501_isr - GPIO r501中断服务程序
* @irq: 中断号
* @dev_id: 设备标识，这里指向结构体gpio_desc
*
* 该函数处理GPIO下的sr501中断事件。当sr501触发中断时，此函数将被调用。
* 它通过读取GPIO值来确定sr501的数值，并将sr501事件传递给环形缓冲区。
* 同时，它还会唤醒任何在等待这个事件的进程，并处理异步I/O的请求。
*
* 返回值: IRQ_HANDLED 表示中断已成功处理。
*/
static irqreturn_t sr501_isr(int irq, void *dev_id)
{
int sr501_val;
// 打印中断发生的GPIO编号
printk("sr501_isr %d irq happened\n", sr501_irq);
// 读取GPIO的当前值
sr501_val = gpiod_get_value(sr501_gpio);
put_sr501(sr501_val); // 将sr501值放入环形缓冲区
/* ------通知用户空间的进程有关设备状态的变化------*/
// 唤醒任何在sr501_wq上等待的进程
wake_up_interruptible(&sr501_wq);
// 发送SIGIO信号给sr501_fasync队列，通知有异步事件发生
kill_fasync(&sr501_fasync, SIGIO, POLL_IN);
// 返回IRQ_HANDLED，表示中断已处理
return IRQ_HANDLED;
}
/* 从platform_device获得GPIO
* 把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序
*/
static int sr501_probe(struct platform_device *pdev)
{
int err;
/* 设备树中定义有: sr501-gpios=<...>; */
/*
该行代码的作用：从设备树中获取与 pdev 关联的设备上的 "sr501" GPIO 线。
&pdev->dev: 指向 struct device 结构体的指针，这个结构体描述了一个设备
gpiod_get():从设备树（Device Tree）中查找并获取一个 GPIO 控制器上的 GPIO 线。
*/
sr501_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, "sr501", 0); //获得硬件信息
if (IS_ERR(sr501_gpio))
{
dev_err(&pdev->dev, "Failed to get GPIO for sr501\n");
return PTR_ERR(sr501_gpio);
}
gpiod_direction_input(sr501_gpio); //设置为输入状态
sr501_irq = gpiod_to_irq(sr501_gpio); // 为GPIO申请中断号。
/* 注册中断处理程序 */
err = request_irq(sr501_irq, sr501_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, "sr501", NULL);
if (err)
{
dev_err(&pdev->dev, "Failed to request IRQ for sr501\n");
free_irq(sr501_irq, &pdev->dev);
gpiod_put(sr501_gpio);
return err;
}
/* 注册file_operations */
major = register_chrdev(0, "sr501_chrdev", &sr501_fops); /* /dev/gpio_desc */
sr501_class = class_create(THIS_MODULE, "sr501_class");
if (IS_ERR(sr501_class))
{
dev_err(&pdev->dev, "Failed to create class\n");
unregister_chrdev(major, "sr501_chrdev");
return PTR_ERR(sr501_class);
}
device_create(sr501_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "sr501"); /* /dev/sr501 */
// printk("===== init ok =====err:%d \n", err);
dev_info(&pdev->dev, "sr501 initialized successfully\n");
return err;
}
static int sr501_remove(struct platform_device *pdev)
{
// int i;
// int count = sizeof(gpios) / sizeof(gpios[0]);
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
device_destroy(sr501_class, MKDEV(major, 0));
class_destroy(sr501_class);
unregister_chrdev(major, "sr501_chrdev");
gpiod_put(sr501_gpio);
return 0;
}
/* 定义设备树匹配表，用于识别和支持特定的LED驱动器 */
static const struct of_device_id sr501_match_table[] = {
/* 匹配字符串 "fire,sr501" 用于标识 */
{.compatible = "fire,sr501"},
/* 空项作为匹配表的结束标志 */
{},
};
/* 定义platform_driver */
static struct platform_driver sr501_driver = {
.probe = sr501_probe, // 设置探测函数，当设备被探测到时调用
.remove = sr501_remove, // 设置移除函数，当设备被移除时调用
/* 设置<驱动程序的名称>和<设备树匹配表> */
.driver = {
.name = "sr501", // 字符设备名
.of_match_table = sr501_match_table, // 设置设备树匹配表，用于设备的匹配
},
};
/* 在入口函数 */
static int __init sr501_drv_init(void)
{
int err;
init_waitqueue_head(&sr501_wq);
err = platform_driver_register(&sr501_driver);
return err;
}
/* 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数
*/
static void __exit sr501_drv_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&sr501_driver);
printk("=====exit=====\n");
}
/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点 */
module_init(sr501_drv_init);
module_exit(sr501_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
sr501_test.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <poll.h>
#include <signal.h>
static int fd;
/*
* ./sr501_test /dev/sr501
*
*/
int main(int argc, char **argv)
{
int val;
int flags;
/* 1. 判断参数 */
if (argc != 2)
{
printf("Usage: %s <dev>\n", argv[0]);
return -1;
}
/* 2. 打开文件 */
fd = open(argv[1], O_RDWR);
if (fd == -1)
{
printf("can not open file %s\n", argv[1]);
return -1;
}
while(1)
{
if (read(fd, &val, 4) == 4)
printf("get sr501: %d\n", val);
else
printf("get sr501: -1\n");
}
/*如果发生意外，就阻塞程序*/
/*获取文件描述符 fd 当前的打开方式，并将结果保存在变量 flags 中。
*/
flags = fcntl(fd, F_GETFL);
/* 设置文件描述符 fd 的打开方式
flags & ~O_NONBLOCK: 将 flags 中的非阻塞模式标志位清除，即关闭非阻塞模式
*/
fcntl(fd, F_SETFL, flags & ~O_NONBLOCK);
close(fd);
return 0;
}
Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH, 比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH, 比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
# 请参考各开发板的高级用户使用手册
KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88 # 板子所用内核源码的目录
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
$(CROSS_COMPILE)gcc -o sr501_test sr501_test.c
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order sr501_test
# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o
obj-m += sr501_drv.o
测试
评论