linux设备管理实验代码,LED设备驱动开发实验—源码代码详解

最新推荐文章于 2022-10-21 14:23:44 发布
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文章标签： linux设备管理实验代码

如题，因学校课程要求写驱动开发要求。无奈Linux内核机制不清楚，很是痛苦。所以将led的源代码看了一遍，从中窥探Linux的冰山一角。

实验要求参考：嵌入式Linux移植驱动及应用开发.pdf 第16章(如下)

0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

实验书上的环境和实验步骤写的很详细，废话不多说，上代码：

led.h

#include

#include

#include

#include

#include

#include "fs4412_led.h"

int main(int argc, char **argv)

{

int fd;

int i = 1;

int last=1;

int r=1;

//fd是一个设备描述符，open是Linux下打开设备的一个函数(其屏蔽了具体的硬件基本操作细节)，返回整数类型，返回-1说明不能开打

//后期对设备的操作就是对fd的操作

//第一个参数是串口号，第二个参数是读写的控制权(可读可写)

fd = open("/dev/led", O_RDWR);

if (fd < 0) {

perror("open");

exit(1);

}

while(1){

scanf("%d",&r);

//该函数设备驱动程序中对设备的i/o通道进行管理的函数。fd是open 函数返回的参数

//LED_OFF是cmd命令，在头文件led.h定义的命令：_IOW(LED_MAGIC, 0, int)

//，后面的补充参数不知道是干什么的(好像不是很重要)

ioctl(fd, LED_OFF, &last);

ioctl(fd, LED_ON, &r);

//usleep(500000);

//usleep(500000);

last=r;

}

/*while(1)

{

ioctl(fd, LED_ON, &i);

usleep(500000);

ioctl(fd, LED_OFF, &i);

usleep(500000);

if(++i == 5)

i = 1;

}*/

return 0;

}

led.c

/*

字符设备驱动模型：

驱动初始化：

1.分配cdev(动态/静态分配)；

2.初始化cdev(init函数)；

3.注册cdev(cdev_add)；

4.硬件初始化；

*/

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include "fs4412_led.h"

//块设备

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

#define LED_MA 500

#define LED_MI 0

#define LED_NUM 1

//物理地址

#define FS4412_GPF3CON0x114001E0

#define FS4412_GPF3DAT0x114001E4

#define FS4412_GPX1CON0x11000C20

#define FS4412_GPX1DAT0x11000C24

#define FS4412_GPX2CON0x11000C40

#define FS4412_GPX2DAT0x11000C44

//逻辑地址

static unsigned int *gpf3con;

static unsigned int *gpf3dat;

static unsigned int *gpx1con;

static unsigned int *gpx1dat;

static unsigned int *gpx2con;

static unsigned int *gpx2dat;

//字符设备

struct cdev cdev;

void fs4412_led_on(int nr)

{

//led灯打开操作，先读再移位再写？

switch(nr) {

case 1:

writel(readl(gpx2dat) | 1 << 7, gpx2dat);

break;

case 2:

writel(readl(gpx1dat) | 1 << 0, gpx1dat);

break;

case 3:

writel(readl(gpf3dat) | 1 << 4, gpf3dat);

break;

case 4:

writel(readl(gpf3dat) | 1 << 5, gpf3dat);

break;

}

}

void fs4412_led_off(int nr)

{

switch(nr) {

case 1:

writel(readl(gpx2dat) & ~(1 << 7), gpx2dat);

break;

case 2:

writel(readl(gpx1dat) & ~(1 << 0), gpx1dat);

break;

case 3:

writel(readl(gpf3dat) & ~(1 << 4), gpf3dat);

break;

case 4:

writel(readl(gpf3dat) & ~(1 << 5), gpf3dat);

break;

}

}

static int s5pv210_led_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

return 0;

}

static int s5pv210_led_release(struct inode *inode, struct file *file)

{

return 0;

}

static long s5pv210_led_unlocked_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

int nr;

//此函数是用户态陷入内核态

if(copy_from_user((void *)&nr, (void *)arg, sizeof(nr)))

return -EFAULT;

if (nr < 1 || nr > 4)

return -EINVAL;

switch (cmd) {

case LED_ON:

fs4412_led_on(nr);

break;

case LED_OFF:

fs4412_led_off(nr);

break;

default:

printk("Invalid argument");

return -EINVAL;

}

return 0;

}

/*

一般来说，在系统运行时，外设的I/O内存资源的物理地址是已知的，由硬件的设计决定。

但是CPU通常并没有为这些已知的外设I/O内存资源的物理地址预定义虚拟地址范围，

驱动程序并不能直接通过物理地址访问I/O内存资源，而必须将它们映射到核心虚地址空间内(通过页表)，

然后才能根据映射所得到的核心虚地址范围，通过访内指令访问这些I/O内存资源。

Linux在io.h头文件中声明了函数ioremap()，用来将I/O内存资源的物理地址映射到核心虚地址空间(3GB－4GB)中

*/

//简单点说就是将led灯的物理地址映射到Linux内核可以用的虚拟地址

int fs4412_led_ioremap(void)

{

int ret;

gpf3con = ioremap(FS4412_GPF3CON, 4);

if (gpf3con == NULL) {

printk("ioremap gpf3con\n");

ret = -ENOMEM;

return ret;

}

gpf3dat = ioremap(FS4412_GPF3DAT, 4);

if (gpf3dat == NULL) {

printk("ioremap gpx2dat\n");

ret = -ENOMEM;

return ret;

}

gpx1con = ioremap(FS4412_GPX1CON, 4);

if (gpx1con == NULL) {

printk("ioremap gpx2con\n");

ret = -ENOMEM;

return ret;

}

gpx1dat = ioremap(FS4412_GPX1DAT, 4);

if (gpx1dat == NULL) {

printk("ioremap gpx2dat\n");

ret = -ENOMEM;

return ret;

}

gpx2con = ioremap(FS4412_GPX2CON, 4);

if (gpx2con == NULL) {

printk("ioremap gpx2con\n");

ret = -ENOMEM;

return ret;

}

gpx2dat = ioremap(FS4412_GPX2DAT, 4);

if (gpx2dat == NULL) {

printk("ioremap gpx2dat\n");

ret = -ENOMEM;

return ret;

}

return 0;

}

//iounmap函数是取消ioremap函数生成映射

void fs4412_led_iounmap(void)

{

iounmap(gpf3con);

iounmap(gpf3dat);

iounmap(gpx1con);

iounmap(gpx1dat);

iounmap(gpx2con);

iounmap(gpx2dat);

}

//led的初始化

void fs4412_led_io_init(void)

{

//原型：ssize_t (*read) (struct file * filp, char __user * buffer, size_t size , loff_t * p);

//filp ：为进行读取信息的目标文件，

//buffer ：为对应放置信息的缓冲区(即用户空间内存地址)；

//size ：为要读取的信息长度；

//p ：为读的位置相对于文件开头的偏移，在读取信息后，这个指针一般都会移动，

// 移动的值为要读取信息的长度值

//

//read函数是 从设备中读取数据；

//write函数是 发送数据给设备；

//

//

//write/read函数可以百度该函数详解；

writel((readl(gpf3con) & ~(0xff << 16)) | (0x11 << 16), gpf3con);

writel(readl(gpx2dat) & ~(0x3<<4), gpf3dat);

writel((readl(gpx1con) & ~(0xf << 0)) | (0x1 << 0), gpx1con);

writel(readl(gpx1dat) & ~(0x1<<0), gpx1dat);

writel((readl(gpx2con) & ~(0xf << 28)) | (0x1 << 28), gpx2con);

writel(readl(gpx2dat) & ~(0x1<<7), gpx2dat);

}

//应用程序与驱动的映射

struct file_operations s5pv210_led_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = s5pv210_led_open,

.release = s5pv210_led_release,

.unlocked_ioctl = s5pv210_led_unlocked_ioctl,

};

static int s5pv210_led_init(void)

{

//分配->初始化->注册

//

//定一个设备表

dev_t devno = MKDEV(LED_MA, LED_MI);

int ret;

//内核中所有已分配的字符设备编号都记录在一个名为 chrdevs 散列表里。该散列表中的每一个元素是一个 char_device_struct 结构

/*

内核提供了三个函数来注册一组字符设备编号，这三个函数分别是 register_chrdev_region()、alloc_chrdev_region() 和

register_chrdev()。这三个函数都会调用一个共用的

__register_chrdev_region() 函数来注册一组设备编号范围(即一个 char_device_struct 结构)

int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)

from :要分配的设备编号范围的初始值(次设备号常设为0);

Count:连续编号范围.

name:编号相关联的设备名称. (/proc/devices);

*/

ret = register_chrdev_region(devno, LED_NUM, "newled");

if (ret < 0) {

printk("register_chrdev_region\n");

return ret;

}

//初始化

cdev_init(&cdev, &s5pv210_led_fops);

cdev.owner = THIS_MODULE;//块设备

//注册

ret = cdev_add(&cdev, devno, LED_NUM);

if (ret < 0) {

printk("cdev_add\n");

goto err1;

}

ret = fs4412_led_ioremap();

if (ret < 0)

goto err2;

//硬件初始化

fs4412_led_io_init();

printk("Led init\n");

return 0;

err2:

cdev_del(&cdev);

err1:

unregister_chrdev_region(devno, LED_NUM);

return ret;

}

static void s5pv210_led_exit(void)

{

dev_t devno = MKDEV(LED_MA, LED_MI);

fs4412_led_iounmap();

cdev_del(&cdev);

unregister_chrdev_region(devno, LED_NUM);

printk("Led exit\n");

}

//初始化；

module_init(s5pv210_led_init);

module_exit(s5pv210_led_exit);

text.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include "fs4412_led.h"

int main(int argc, char **argv)

{

int fd;

int i = 1;

int last=1;

int r=1;

//fd是一个设备描述符，open是Linux下打开设备的一个函数(其屏蔽了具体的硬件基本操作细节)，返回整数类型，返回-1说明不能开打

//后期对设备的操作就是对fd的操作

//第一个参数是串口号，第二个参数是读写的控制权(可读可写)

fd = open("/dev/led", O_RDWR);

if (fd < 0) {

perror("open");

exit(1);

}

while(1){

scanf("%d",&r);

//该函数设备驱动程序中对设备的i/o通道进行管理的函数。fd是open 函数返回的参数

//LED_OFF是cmd命令，在头文件led.h定义的命令：_IOW(LED_MAGIC, 0, int)

//，后面的补充参数不知道是干什么的(好像不是很重要)

ioctl(fd, LED_OFF, &last);

ioctl(fd, LED_ON, &r);

//usleep(500000);

//usleep(500000);

last=r;

}

/*while(1)

{

ioctl(fd, LED_ON, &i);

usleep(500000);

ioctl(fd, LED_OFF, &i);

usleep(500000);

if(++i == 5)

i = 1;

}*/

return 0;

}

注意：在驱动程序的中一开始运行的不是main函数，这个与平时写的小代码不同，想要了解更加详细的过程自己百度下吧！我贴出我引用部分的帖子(顺便感谢下那些大佬)：

http://blog.youkuaiyun.com/l1315925504/article/details/51178342

http://www.linuxidc.com/Linux/2011-04/34295.htm

http://blog.youkuaiyun.com/zqixiao_09/article/details/50858946

http://blog.youkuaiyun.com/tigerjibo/article/details/6412672

http://blog.youkuaiyun.com/zqixiao_09/article/details/50839042

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