驅動DAY4 字符設備驅動分步注冊和ioctl函數點亮LED燈

頭文件

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__ 
typedef struct{unsigned int MODER;unsigned int OTYPER;unsigned int OSPEEDR;unsigned int PUPDR;unsigned int IDR;unsigned int ODR;
}gpio_t;
#define PHY_LED1_ADDR 0X50006000
#define PHY_LED2_ADDR    0X50007000
#define PHY_LED3_ADDR 0X50006000
#define PHY_RCC_ADDR    0X50000A28#define LED_ON _IOW('l',1,int)//開燈
#define LED_OFF _IOW('l',0,int)//關燈#endif

驅動代碼

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include "head.h"
#include <linux/slab.h>
#include <linux/io.h>struct cdev *cdev;
unsigned int major = 0;
unsigned int minor = 0;
dev_t devno;
struct class *cls;
struct device *dev;char kbuf[128] = {0};
gpio_t *vir_led1;
gpio_t *vir_led2;
gpio_t *vir_led3;
unsigned int *vir_rcc;// 封裝操作方法
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}long mycdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{// 根據用戶空間功能碼的不同實現硬件不同的控制switch (cmd){case LED_ON: // 開燈switch (arg){case 1:vir_led1->ODR |= (0X1 << 10);break;case 2:vir_led2->ODR |= (0X1 << 10);break;case 3:vir_led3->ODR |= (0X1 << 8);break;default:printk("燈選擇輸入錯誤\n");break;}break;case LED_OFF: // 關燈switch (arg){case 1:vir_led1->ODR &= (~(0X1 << 10));break;case 2:vir_led2->ODR &= (~(0X1 << 10));break;case 3:vir_led3->ODR &= (~(0X1 << 8));break;default:printk("燈選擇輸入錯誤\n");break;}break;default:printk("開關燈選擇輸入錯誤\n");break;}return 0;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}
// 定義操作方法結構體遍歷并且初始化
struct file_operations fops = {.open = mycdev_open,.unlocked_ioctl = mycdev_ioctl,.release = mycdev_close,
};int all_led_init(void)
{// 寄存器地址的映射vir_led1 = ioremap(PHY_LED1_ADDR, sizeof(gpio_t));if (vir_led1 == NULL){printk("ioremap filed：%d\n", __LINE__);return -ENOMEM;}vir_led2 = ioremap(PHY_LED2_ADDR, sizeof(gpio_t));if (vir_led2 == NULL){printk("ioremap filed：%d\n", __LINE__);return -ENOMEM;}vir_led3 = vir_led1;vir_rcc = ioremap(PHY_RCC_ADDR, 4);if (vir_rcc == NULL){printk("ioremap filed：%d\n", __LINE__);return -ENOMEM;}printk("物理地址映射成功\n");// 寄存器的初始化// rcc(*vir_rcc) |= (3 << 4);// led1vir_led1->MODER &= (~(3 << 20));vir_led1->MODER |= (1 << 20);vir_led1->ODR &= (~(1 << 10));// led2vir_led2->MODER &= (~(3 << 20));vir_led2->MODER |= (1 << 20);vir_led2->ODR &= (~(1 << 10));// led3vir_led3->MODER &= (~(3 << 16));vir_led1->MODER |= (1 << 16);vir_led1->ODR &= (~(1 << 8));printk("寄存器初始化成功\n");return 0;
}static int __init mycdev_init(void)
{int ret;// 1.分配字符設備驅動對象cdev = cdev_alloc();if (cdev == NULL){printk("申請字符設備驅動對象失敗\n");ret = -EFAULT;goto OUT1;}printk("申請字符設備驅動成功\n");// 2.初始化字符設備驅動對象cdev_init(cdev, &fops);// 3.申請設備號if (major > 0) // 靜態指定{ret = register_chrdev_region(MKDEV(major, minor), 3, "mycdev");if (ret){printk("靜態指定設備號失敗\n");goto OUT2;}}else{ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, 3, "mycdev");if (ret){printk("靜態指定設備號失敗\n");goto OUT2;}minor = MINOR(devno); // 根據設備號獲取次設備號major = MAJOR(devno); // 根據設備號獲取主設備號}printk("申請設備號成功\n");// 4.注冊字符設備驅動對象ret = cdev_add(cdev, MKDEV(major, minor), 3);if (ret){printk("注冊字符設備驅動對象失敗\n");goto OUT3;}printk("注冊字符設備驅動對象成功\n");// 向上提交目錄cls = class_create(THIS_MODULE, "mycdev");if (IS_ERR(cls)){printk("向上提交目錄失敗\n");ret = -PTR_ERR(cls);goto OUT4;}printk("向上提交目錄成功\n");// 向上提交設備節點信息int i=0;for (i = 0; i < 3; i++){dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "mycdev%d", i);if (IS_ERR(dev)){printk("向上提交設備節點信息失敗\n");ret = -PTR_ERR(dev);goto OUT5;}}printk("向上提交設備節點成功\n");// 寄存器映射以及初始化all_led_init();return 0;
OUT5:for (--i; i >= 0; i--){device_destroy(cls, MKDEV(major, i)); // 釋放提交成功的設備信息}class_destroy(cls); // 銷毀目錄
OUT4:cdev_del(cdev);
OUT3:unregister_chrdev_region(MKDEV(major, minor), 3);
OUT2:kfree(cdev);
OUT1:return ret;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{// 銷毀設備節點信息int i;for (i = 0; i < 3; i++){device_destroy(cls, MKDEV(major, i));}// 銷毀目錄class_destroy(cls);// 注銷字符設備驅動對象cdev_del(cdev);// 釋放設備號unregister_chrdev_region(MKDEV(major, minor), 3);// 釋放對象空間kfree(cdev);
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

測試代碼

#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>
#include "head.h"int main(int argc, char const *argv[])
{char buf[128] = {0};int a, b;int fd = open("/dev/mycdev0", O_RDWR);if (fd < 0){printf("打開設備文件失敗\n");exit(-1);}while (1){printf("請輸入要實現的功能：1（開燈）0（關燈>）");scanf("%d", &a);printf("請輸入要控制的燈：1（LED1） 2(LED2) 3(LED3)>");scanf("%d", &b);switch (a){case 1:ioctl(fd, LED_ON, b);break;case 0:ioctl(fd, LED_OFF, b);break;default:printf("開關燈功能選擇輸入錯誤\n");break;}}close(fd);return 0;
}

Makefile

#通用makefile
modname ?= demo
arch ?= arm
ifeq ($(arch),arm)
KERNELDIR:= /home/ubuntu/FSMP1A/linux-stm32mp-5.10.61-stm32mp-r2-r0/linux-5.10.61
#生成ARM架構
else
KERNELDIR:= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
#生成x86架構
endifPWD:= $(shell pwd)
all:make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modulesclean:make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) cleanobj-m:= $(modname).o

實驗現象

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