Linux驅動實踐：如何編寫【?GPIO?】設備的驅動程序？

時間：2021-11-29 15:33:50

關鍵字： GPIO 編寫驅動程序

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[導讀]作?者：道哥，10年嵌入式開發(fā)老兵，專注于：C/C、嵌入式、Linux。關注下方公眾號，回復【書籍】，獲取Linux、嵌入式領域經典書籍；回復【PDF】，獲取所有原創(chuàng)文章(PDF格式)。目錄示例程序目標編寫驅動程序編寫應用程序卸載驅動模塊別人的經驗，我們的階梯！大家好，我是道哥。...

作者：道哥，10 年嵌入式開發(fā)老兵，專注于：C/C 、嵌入式、Linux。

關注下方公眾號，回復【書籍】，獲取 Linux、嵌入式領域經典書籍；回復【PDF】，獲取所有原創(chuàng)文章( PDF 格式)。

示例程序目標
編寫驅動程序
編寫應用程序
卸載驅動模塊

別人的經驗，我們的階梯！

大家好，我是道哥。

在前幾篇文章中，我們一塊討論了：在Linux系統(tǒng)中，編寫字符設備驅動程序的基本框架，主要是從代碼流程和 API 函數(shù)這兩方面觸發(fā)。

這篇文章，我們就以此為基礎，寫一個有實際應用功能的驅動程序：

在驅動程序中，初始化 GPIO 設備，自動創(chuàng)建設備節(jié)點;

在應用程序中，打開 GPIO 設備，并發(fā)送控制指令設置 GPIO 口的狀態(tài);

示例程序目標

編寫一個驅動程序模塊：mygpio.ko。

當這個驅動模塊被加載的時候，在系統(tǒng)中創(chuàng)建一個mygpio類設備，并且在/dev目錄下，創(chuàng)建4個設備節(jié)點：

/dev/mygpio0

/dev/mygpio1

/dev/mygpio2

/dev/mygpio3

因為我們現(xiàn)在是在x86平臺上來模擬 GPIO的控制操作，并沒有實際的GPIO硬件設備。

因此，在驅動代碼中，與硬件相關部分的代碼，使用宏MYGPIO_HW_ENABLE控制起來，并且在其中使用printk輸出打印信息來體現(xiàn)硬件的操作。

在應用程序中，可以分別打開以上這4個GPIO設備，并且通過發(fā)送控制指令，來設置GPIO的狀態(tài)。

編寫驅動程序

以下所有操作的工作目錄，都是與上一篇文章相同的，即：~/tmp/linux-4.15/drivers/。

創(chuàng)建驅動目錄和驅動程序

$ cd linux-4.15/drivers/
$ mkdir mygpio_driver
$ cd mygpio_driver
$ touch mygpio.c
mygpio.c文件的內容如下(不需要手敲，文末有代碼下載鏈接)：

#include

// GPIO 硬件相關宏定義
#define MYGPIO_HW_ENABLE

// 設備名稱
#define MYGPIO_NAME "mygpio"

// 一共有４個 GPIO 口
#define MYGPIO_NUMBER 4

// 設備類
static struct class *gpio_class;

// 用來保存設備
struct cdev gpio_cdev[MYGPIO_NUMBER];

// 用來保存設備號
int gpio_major = 0;
int gpio_minor = 0;

#ifdef MYGPIO_HW_ENABLE
// 硬件初始化函數(shù)，在驅動程序被加載的時候(gpio_driver_init)被調用
static void gpio_hw_init(int gpio)
{
printk("gpio_hw_init is called: %d. \n", gpio);
}

// 硬件釋放
static void gpio_hw_release(int gpio)
{
printk("gpio_hw_release is called: %d. \n", gpio);
}

// 設置硬件GPIO的狀態(tài)，在控制GPIO的時候(gpio_ioctl)被調研
static void gpio_hw_set(unsigned long gpio_no, unsigned int val)
{
printk("gpio_hw_set is called. gpio_no = %ld, val = %d. \n", gpio_no, val);
}
#endif

// 當應用程序打開設備的時候被調用
static int gpio_open(struct inode *inode, struct file *file)
{

printk("gpio_open is called. \n");
return 0;
}

// 當應用程序控制GPIO的時候被調用
static long gpio_ioctl(struct file* file, unsigned int val, unsigned long gpio_no)
{
printk("gpio_ioctl is called. \n");

// 檢查設置的狀態(tài)值是否合法
if (0 != val