树莓派开发 基于框架编写驱动代码

linux 一切皆文件
基于框架编写驱动代码

一、驱动框架

#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

//led_open函数
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
    printk("pin4_open\n");  //内核的打印函数和printf类似    
    return 0;
}

//led_write函数
static ssize_t pin4_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
 	printk("pin4_write\n");
    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;
    devno = MKDEV(major,minor);  //创建设备号
    ret   = register_chrdev(major, module_name,&pin4_fops);  //注册驱动  告诉内核,把这个驱动加入到内核驱动的链表中

    pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");
    pin4_class_dev =device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);  //创建设备文件
 
    return 0;
}

void __exit pin4_drv_exit(void)
{

    device_destroy(pin4_class,devno);
    class_destroy(pin4_class);
    unregister_chrdev(major, module_name);  //卸载驱动

}

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

二、驱动代码编译和测试

1.创建驱动代码
进入linux源码树目录,进入driver目录下,
IO口属于字符设备目录,进入char目录
创建 pin4driver2.c
将框架粘贴进去

2.修改Makefile
编译成模块的方式:

vi Makefile

在这里插入图片描述
3.回到内核源码进行编译
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules

生成pin4driver.ko 拷贝到树莓派在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
4.加载内核驱动
sudo insmod pin4driver2.ko
在这里插入图片描述
生成了pin4设备驱动

查看所有驱动

lsmod 

让所有人都有访问的权限

sudo chmod 666 /dev/pin4

上层代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
        int fd;
        fd= open("/dev/pin4",O_RDWR);
        if(fd < 0)
        {
                printf("open failed\n");
                perror("why");
        }else
        {
                printf("open success\n");
        }
        write(fd,'1',1);
}

arm-linux-gnueabihf-gcc pin4test.c -o pin4test

编译后拷贝到 树莓派运行
运行结果:
在这里插入图片描述

dmesg

(由于之前代码之前未修改,pin4_write未打印)
在这里插入图片描述

打印内核的printk(用于内核态)
printf(用于用户态)

删除驱动 不需要加 .ko,驱动的名字没有.ko

sudo rmmod pin4driver

### 树莓派 Linux 内核驱动开发教程 #### 工具准备 为了在树莓派上进行基于 Linux 的内核驱动开发,需要准备好必要的工具和环境。这些工具包括但不限于交叉编译器、树莓派内核源码以及调试工具等[^1]。 #### 下载树莓派内核源码 获取树莓派的官方内核源码是第一步。可以通过 Git 仓库克隆最新的内核代码到本地机器上。具体命令如下所示: ```bash git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux.git ``` 此命令会拉取最新版本的树莓派专用内核源码并将其存储于当前工作目录下。 #### 编译内核 完成内核源码下载之后,需配置适合目标板卡(即树莓派4B)的默认配置文件,并执行实际编译过程。以下是主要步骤: - 配置内核选项: 使用 `make` 命令加载预定义好的树莓派特定配置模板。 ```bash make bcmrpi_defconfig ``` - 开始构建内核镜像及相关模块: ```bash make -j$(nproc) ``` 上述 `-j$(nproc)` 参数表示利用主机 CPU 所有核心加速编译流程。 #### 创建内核驱动程序 编写自定义驱动之前先理解基本概念非常重要。按照 Linux 中广义与狭义两种定义来看待驱动,则本节讨论的是后者——专注于操作系统层面用于控制硬件行为的一段特殊目的编码[^2]。 对于初学者来说可以从简单的字符设备入手学习如何注册卸载设备节点等功能接口。下面给出一个最基础框架作为示范用途: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> static int __init my_driver_init(void){ printk(KERN_INFO "My Driver Initialized\n"); return 0; } static void __exit my_driver_exit(void){ printk(KERN_INFO "My Driver Exited\n"); } module_init(my_driver_init); module_exit(my_driver_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("A Simple Example of Kernel Module."); ``` 该例子仅打印消息至 dmesg 日志当中并未真正关联任何物理外设资源管理功能。 #### 应用层测试程序 一旦完成了底层驱动部分的设计实现后还需要配套的应用级客户端来验证其交互效果是否正常运作良好。通常情况下我们会采用 C 或 Python 脚本来发送指令接收反馈数据等形式来进行全方位的功能检测评估活动。 假设前面创建了一个名为 `/dev/my_device` 的新虚拟装置路径名那么可以尝试打开它并向其中写入字符串或者读取出预先设定的内容片段等等操作方式均属常见做法之一。 #### 安装驱动及运行程序 最后一步便是把刚才制作完毕的新版固件部署回真实的目标嵌入式平台上去替换掉原有的旧版本从而使得新增加的支持能力生效可用。一般涉及拷贝更新后的 zImage 文件连同 dtbs 目录下的所有内容覆盖原有位置即可。 ---
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