2023.2.16 作业

Linux内核驱动程序:IIC接口控制SI7006温湿度传感器
该文章展示了如何编写Linux内核驱动程序,用于通过IIC接口与SI7006温湿度传感器通信。驱动代码包括了设备的打开、关闭、ioctl操作以及读取传感器数据的函数。测试文件演示了如何通过ioctl调用从驱动中获取温湿度数据。

IIC设备驱动,控制si7006测量温湿度

驱动文件:

#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/module.h>

#define GET_HUM     _IOR('s',0,int)
#define GET_TEMP    _IOR('s',1,int)

int si7006_open(struct inode *, struct file *);
long si7006_ioctl(struct file *, unsigned int, unsigned long);
int si7006_close(struct inode *, struct file *);
int si7006_up(void);
void si7006_del(void);

struct dev_struct {
    int major;
    int minor;
    int count;
    dev_t devno;
    char *name;
    struct class *cls;
    struct device *dev;
    struct cdev *cdev;
    struct file_operations fops;
};

struct dev_struct si7006 = {
    .major=0,
    .minor=0,
    .count=1,
    .name="si7006",
    .fops={
        .open=si7006_open,
        .unlocked_ioctl=si7006_ioctl,
        .release=si7006_close,
    },
};

struct i2c_client *cli;

unsigned int i2c_read_hum(unsigned char reg)
{
    int ret;
    unsigned short hum;
    struct i2c_msg r_msg[] = {
        [0] = {
            .addr = cli->addr,
            .flags = 0,
            .len = 1,
            .buf=(char *)&reg,
        },
        [1]={
            .addr=cli->addr,
            .flags=1,
            .len=2,
            .buf=(char *)&hum,
        },
    };
    ret = i2c_transfer(cli->adapter, r_msg, ARRAY_SIZE(r_msg));
    if(ret!=ARRAY_SIZE(r_msg)){
        printk("消息发送失败\n");
        return -EINVAL;
    }
    hum = hum >> 8 | hum << 8;
    return hum;
}

int i2c_read_temp(unsigned char reg)
{
    int ret;
    short temp;
    struct i2c_msg r_msg[] = {
        [0] = {
            .addr = cli->addr,
            .flags = 0,
            .len = 1,
            .buf=(char *)&reg,
        },
        [1]={
            .addr=cli->addr,
            .flags=1,
            .len=2,
            .buf=(char *)&temp,
        },
    };
    ret = i2c_transfer(cli->adapter, r_msg, ARRAY_SIZE(r_msg));
    if(ret!=ARRAY_SIZE(r_msg)){
        printk("消息发送失败\n");
        return -EINVAL;
    }
    temp = temp >> 8 | temp << 8;
    return temp;
}

int si7006_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
    int ret;
    cli = client;
    ret = si7006_up(); // 创建字符设备驱动
    if(ret<0){
        goto out1;
    }
    return 0;
out1:
    return ret;
}

int si7006_remove(struct i2c_client *client)
{
    si7006_del();
    return 0;
}

struct of_device_id of_match[] = {
    {.compatible="hqyj,si7006"},
    {}
};

struct i2c_driver i2c_si7006 = {
    .probe=si7006_probe,
    .remove=si7006_remove,
    .driver={
        .name="si7006",
        .of_match_table=of_match,
    },
};

module_i2c_driver(i2c_si7006);  //一键注册宏
MODULE_DEVICE_TABLE(of,of_match); //热插拔
MODULE_LICENSE("GPL");

/**********************************************************************/
int si7006_up(void)
{
    int ret;
    int i;
    // 申请字符设备
    si7006.cdev=cdev_alloc();
    if(si7006.cdev==NULL){
        printk("字符设备申请失败\n");
        ret = -ENOMEM;
        goto ERR1;
    }

    //初始化字符设备
    cdev_init(si7006.cdev,&si7006.fops);

    // 申请设备号
    if(si7006.major==0){
        ret = alloc_chrdev_region(&si7006.devno,si7006.minor,si7006.count,si7006.name);
        if(ret<0){
            printk("申请设备号失败\n");
            goto ERR2;
        }
        si7006.major = MAJOR(si7006.devno);
    }else if(si7006.major>0){
        ret = register_chrdev_region(MKDEV(si7006.major,si7006.minor),si7006.count,si7006.name);
        if(ret<0){
            printk("申请设备号失败\n");
            goto ERR2;
        }
        si7006.devno = MKDEV(si7006.major, si7006.minor);
    }

    //向内核注册字符设备
    ret=cdev_add(si7006.cdev,si7006.devno,si7006.count);
    if(ret<0){
        printk("注册字符设备失败\n");
        goto ERR3;
    }

    //自动创建设备节点
    //向上层提交目录
    si7006.cls=class_create(THIS_MODULE,si7006.name);
    if(IS_ERR(si7006.cls)){
        printk("向上层提交目录失败\n");
        ret = PTR_ERR(si7006.cls);
        goto ERR4;
    }

    //向上层提交节点信息
    if(si7006.count>1){
        for (i = si7006.minor; i < si7006.minor+si7006.count;i++){
            si7006.dev = device_create(si7006.cls, NULL, MKDEV(si7006.major,i), NULL,\
                                        "%s%d", si7006.name, i);
            if(IS_ERR(si7006.dev)){
                printk("向上层提交节点信息失败\n");
                ret = PTR_ERR(si7006.dev);
                goto ERR6;
            }
        }
    }else{
        si7006.dev = device_create(si7006.cls, NULL, si7006.devno, NULL,"%s", si7006.name);
        if(IS_ERR(si7006.dev)){
                printk("向上层提交节点信息失败\n");
                ret = PTR_ERR(si7006.dev);
                goto ERR5;
        }
    }

    return 0;
ERR6:
    for (i--; i >= si7006.major;i--){
        device_destroy(si7006.cls,MKDEV(si7006.major,i));
    }
ERR5:
    class_destroy(si7006.cls);
ERR4:
    cdev_del(si7006.cdev);
ERR3:
    unregister_chrdev_region(si7006.devno,si7006.count);
ERR2:
    kfree(si7006.cdev);
ERR1:
    return ret;
}

void si7006_del(void)
{
    int i;
    if(si7006.count>1){
        for (i = si7006.minor; i < si7006.minor+si7006.count;i++){
            device_destroy(si7006.cls,MKDEV(si7006.major,i));
        }
    }else{
        device_destroy(si7006.cls,si7006.devno);
    }
    class_destroy(si7006.cls);
    cdev_del(si7006.cdev);
    unregister_chrdev_region(si7006.devno,si7006.count);
    kfree(si7006.cdev);
}

int si7006_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

long si7006_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) 
{
    int ret;
    unsigned int hum;
    int temp;
    switch (cmd){
        case GET_HUM:
            hum = i2c_read_hum(0xE5);
            ret = copy_to_user((void *)arg,&hum,_IOC_SIZE(cmd));
            if(ret){
                printk("数据拷贝失败\n");
                return -EINVAL;
            }
            break;
        case GET_TEMP:
            temp = i2c_read_temp(0xE3);
            ret = copy_to_user((void *)arg,&temp,_IOC_SIZE(cmd));
            if(ret){
                printk("数据拷贝失败\n");
                return -EINVAL;
            }
            break;
    }
    return 0;
}

int si7006_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

测试文件:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>

#define GET_HUM     _IOR('s',0,int)
#define GET_TEMP    _IOR('s',1,int)

#define PRINT_ERR(msg) \
    do                 \
    {                  \
        perror(msg);   \
        return -1;     \
    } while (0)

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int temp_data;
    unsigned int hum_data;
    float temp, hum;
    int fd = open("/dev/si7006", O_RDWR);
    if(fd<0){
        PRINT_ERR("open error");
        exit(-1);
    }
    while(1){
        ioctl(fd,GET_HUM,&hum_data);
        ioctl(fd, GET_TEMP, &temp_data);
        hum = 125.0 * hum_data / 65536 - 6;
        temp = 175.72 * temp_data / 65536 - 46.85;
        printf("hum=%.2f,temp=%.2f\n", hum, temp);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}
普通文本型问题,无需结构化输出。 你提到的“第六题”在当前对话中没有明确上下文,可能是某个作业或实验中的题目。结合你使用的 **IntelliJ IDEA 2023.3.4** 和之前一直在开发 Flink 流处理程序的背景,我推测你可能是在完成一个 **Flink 实时统计订单任务** 的系列题目,而“第六题”可能是其中要求实现某个具体功能的一题。 --- ### 🔍 基于常见教学场景的合理推断(依你看第六题怎么做) 假设你的“第六题”是类似: > **将每10秒统计的用户订单数结果写入 MySQL 数据库,并确保使用事件时间与水印机制。** 那么你应该做以下几步: --- ### ✅ 第六题推荐做法(Flink 写入 MySQL) #### 1. 添加 Maven 依赖(`pom.xml` 中加入) ```xml <!-- Flink JDBC Connector --> <dependency> <groupId>org.apache.flink</groupId> <artifactId>flink-connector-jdbc_2.12</artifactId> <version>1.17.0</version> </dependency> <!-- MySQL Driver --> <dependency> <groupId>mysql</mysql-driver> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>8.0.33</version> </dependency> ``` > ⚠️ 注意:版本要和你的 Flink 版本匹配(如你是 Flink 1.17,使用对应 connector) --- #### 2. 在代码中添加 JdbcSink 修改你原有的 `.print()` 为写入 MySQL: ```scala import org.apache.flink.connector.jdbc.JdbcSink import org.apache.flink.connector.jdbc.JdbcConnectionOptions // ... 其他代码不变 ... // 替换 .print() 为 addSink(JdbcSink) .addSink(JdbcSink.sink( "INSERT INTO user_order_count (user_id, order_count, window_start, window_end) VALUES (?, ?, ?, ?)", (element: UserOrderCount, statement: PreparedStatement) => { statement.setInt(1, element.userId) statement.setInt(2, element.orderCount) statement.setLong(3, element.windowStart) statement.setLong(4, element.windowEnd) }, new JdbcConnectionOptions.JdbcConnectionOptionsBuilder() .withUrl("jdbc:mysql://192.168.72.141:3306/demo?useSSL=false&serverTimezone=UTC") .withUsername("root") .withPassword("12345678") .withDriverName("com.mysql.cj.jdbc.Driver") .build )) ``` --- #### 3. 确保虚拟机 MySQL 已建表 登录虚拟机执行: ```sql CREATE DATABASE IF NOT EXISTS demo; USE demo; CREATE TABLE user_order_count ( user_id INT, order_count INT, window_start BIGINT, window_end BIGINT ); ``` --- #### 4. 在 IntelliJ IDEA 中运行 - 使用 `main` 方法直接运行。 - 确保网络通畅(主机能访问虚拟机 `192.168.72.141:3306`)。 - 检查防火墙、MySQL 远程权限是否开启。 --- ### 💡 常见问题排查(IDEA 2023.3.4) | 问题 | 解决方案 | |------|----------| | 报错 `ClassNotFoundException: com.mysql.cj.jdbc.Driver` | 确保 `mysql-connector-java` 在 `pom.xml` 中并已编译进项目 | | 连接超时 | 检查虚拟机 IP、MySQL 是否允许远程连接、端口 3306 是否开放 | | 任务提交但无数据写入 | 查看控制台日志,确认窗口是否触发(事件时间推进是否正常) | --- ### 📌 总结:依你看第六题怎么做? 如果你的第六题是“**将统计结果存入数据库**”,那么: ✅ 步骤总结: 1. 加依赖(JDBC + MySQL) 2. 改 Sink:`.addSink(JdbcSink...)` 3. 虚拟机建表 4. 配置网络与权限 5. IDEA 中运行主类 📌 提示:可以在 `.print()` 后再加 `.addSink(...)`,同时看到控制台输出和数据库写入,便于调试。 --- 如果你指的是其他“第六题”,请提供完整题目内容,我会为你精准解答!
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