Linux驱动认知简明导论③ —— 修改树莓派引脚文件pin4Driver.c操作IO口

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46959681/article/details/118150759

本文介绍了如何在树莓派上编写GPIO驱动代码pin4Driver.c，包括设置引脚状态和读写操作。同时，给出了上层应用测试代码pin4Test2.c，用于控制GPIO引脚电平。通过交叉编译和在树莓派上运行测试，验证了驱动的正确性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

原创首发于优快云，转载请注明出处，谢谢！https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46959681/article/details/118150759

文章目录

前言

该篇博文不同于上一篇，上一篇博文笔者仅仅只记录了从上层空间到底层内核驱动的逻辑调用，并没有结合实际的硬件部分，故该篇博文笔者以树莓派的引脚电平操作为演练的实战记录。相比于其他几位朋友的同课题笔记，笔者也将整个系列做出了拆分，避免全文下来过于臃肿，这也是个人对于技术博客的一贯理解。

修改引脚驱动文件 pin4Driver.c（GPIO）

演示代码： raspberryGPIO.c

/* raspberryGPIO.c */
#include <linux/fs.h>		 //file_operations 声明
#include <linux/module.h>    //module_init module_exit 声明
#include <linux/init.h>      //__init __exit 宏定义声明
#include <linux/device.h>	 //class devise 声明
#include <linux/uaccess.h>   //copy_from_user 的头文件
#include <linux/types.h>     //设备号 dev_t 类型声明
#include <asm/io.h>          //ioremap iounmap 的头文件

static struct class  *pin4_class;  
static struct device *pin4_class_dev;

static dev_t devno;               //设备号
static int major = 231;  	      //主设备号
static int minor = 0;		      //次设备号
static char *module_name= "pin4"; //模块名

//函数volatil确保指令不被编译器优化，且要求每次直接读取寄存器里的器。
volatile unsigned int* GPFSEL0 = NULL;
volatile unsigned int* GPSET0  = NULL;
volatile unsigned int* GPCLR0  = NULL;

//函数pin4_open
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
   printk("pin4_open\n");
   *GPFSEL0 &= ~(0x6 << 12); 
   *GPFSEL0 |= (0x1 << 12);
   return 0;
}

//函数pin4_write
static ssize_t pin4_write(struct file *file1,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
	int cmd;
    printk("pin4_write\n");
    //函数copy_from_user —— 获取上层应用空间的数据。
    copy_from_user(&cmd,buf,count);

    if(cmd == 1){
    	printk("set 1.\n");
        *GPSET0 |= 0x1 << 4;//将引脚4设置为1
    }else if(cmd == 0){
    	printk("set 0.\n");
        *GPCLR0 |= 0x1 << 4;//将引脚4设置为0
    }else{
        printk("error.\n");
    }
    printk("%d\n",cmd);
    return 0;
}

static struct file_operations pin4_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open  = pin4_open,
    .write = pin4_write,
};

int __init pin4_drv_init(void)   
{
    int ret;
    printk("insmod driver pi4 success.\n");
    
    //1.创建设备号（主设备、次设备号）。
    devno = MKDEV(major,minor);  
    printk("drive init succeed\n");
    //2.注册驱动：通知内核，将该驱动加入到驱动链表。
    ret = register_chrdev(major,module_name,&pin4_fops);  
	//3.加载驱动代码文件时自动操作路径“/root/dev”下生成驱动设备。
    pin4_class = class_create(THIS_MODULE,"myfirstdriver");
    //4.创建设备文件
    pin4_class_dev = device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);  

	//函数 ioremap —— 将IO的物理地址映射内存的虚拟地址。
	GPFSEL0 = (volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200000,4);
    GPSET0  = (volatile unsigned int *)ioremap(0x3f20001C,4);
    GPCLR0  = (volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200028,4);
    return 0;
}

void __exit pin4_drv_exit(void)
{	
	//函数iounmap —— 与装载驱动的IO映射相对应，卸载驱动时必须解除映射。
	iounmap(GPFSEL0);
    iounmap(GPSET0);
    iounmap(GPCLR0);
    
	//1.销毁设备
    device_destroy(pin4_class,devno);
    //2.销毁类文件
    class_destroy(pin4_class);
    //3.卸载驱动
    unregister_chrdev(major, module_name);
}

module_init(pin4_drv_init);
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");

代码中微小的细节请读者自己细细品味。

修改上层应用的测试代码 pin4Test2.c

上层测试代码： pin4Test2.c

/* pin4Test2.c */
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
	int fd;
	int cmd;
	
	fd = open("/dev/pin4",O_RDWR);
	if(fd < 0){
		perror("Open failed:");
	}else{
		printf("Open success.\n");
	}
	
	printf("Please input number 0/1, 0 - Low Level, 1 - high Level.\n");
	scanf("%d\n",&cmd);
	if(cmd == 0){
		printf("pin4 is low level.\n");
	}
	if(cmd == 1){
		printf("pin4 is high level.\n");
	}
	write(fd,&cmd,4);
	return 0;
}