通过GPIO子系统编写LED驱动，在串口工具控制LED的亮灭

dt.c

#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/uaccess.h>

char kbuf[128] = { 0 }; // 存储用户空间数据
int ret = 0; // 返回值
int i = 0; // 循环变量

struct cdev* cdev; // 字符设备驱动结构体
unsigned int major = 500; // 主设备号
unsigned int minor = 0; // 次设备号
unsigned int count = 1; // 申请设备资源个数
dev_t devno; // 设备号

struct class* cls; // 目录信息结构体
struct device* dev; // 设备信息结构体

struct device_node* dnode = NULL; // 设备树节点
int gpiono1, gpiono2, gpiono3; // gpio编号

// struct timer_list timer; // 分配定时器对象

int mycdev_open(struct inode* inode, struct file* file);
ssize_t mycdev_read(struct file* file, char __user* ubuf, size_t size, loff_t* iof);
ssize_t mycdev_write(struct file* file, const char __user* ubuf, size_t size, loff_t* iof);
long mycdev_ioctl(struct file* file, unsigned int cmd, unsigned long arg);
int mycdev_close(struct inode* inode, struct file* file);

// 定义一个操作方法结构体变量并初始化
struct file_operations fops = {
    .open = mycdev_open,
    .read = mycdev_read,
    .write = mycdev_write,
    .unlocked_ioctl = mycdev_ioctl,
    .release = mycdev_close,
};

// 解析gpio设备树节点,初始化,申请gpio编号
int my_gpio_init(struct device_node** dnode, const char* name, const char* propname, int index)
{
    int gpiono; // 临时gpio编号
    // 解析设备树节点
    if (*dnode == NULL) {
        *dnode = of_find_node_by_name(NULL, name);
        if (*dnode == NULL) {
            printk("解析设备树节点失败\n");
            return -ENOMEM;
        }
    }

    // 根据设备树节点解析gpio编号
    gpiono = of_get_named_gpio(*dnode, propname, index);
    if (gpiono < 0) {
        printk("解析gpio编号失败\n");
        return -EIO;
    }

    // 向内核申请gpio编号
    if (gpio_request(gpiono, NULL)) {
        printk("申请gpio编号失败\n");
        return -EIO;
    }
    printk("申请gpio编号成功%d\n", gpiono);
    // 设置引脚为输出
    gpio_direction_output(gpiono, 0);

    return gpiono;
}

// 定时器处理函数
// void mytimer_func(struct timer_list* timer)
// {
//     // 将led3一秒亮一秒灭
//     gpio_set_value(gpiono3, !gpio_get_value(gpiono3));
//     // 重启定时器
//     mod_timer(timer, (jiffies + HZ));
// }

static int __init mycdev_init(void)
{
    // // 设置定时阈值
    // timer.expires = jiffies + HZ;
    // // 初始化定时器
    // timer_setup(&timer, mytimer_func, 0);
    // // 将定时器注册进内核并启用
    // add_timer(&timer);

    // 1.分配对象空间
    cdev = cdev_alloc();
    if (cdev == NULL) {
        printk("分配字符设备驱动对象失败\n");
        ret = -EFAULT;
        goto OUT1;
    }
    printk("分配对象空间成功\n");
    // 2.初始化对象
    cdev_init(cdev, &fops);
    // 3.申请设备号
    if (major > 0) // 静态指定设备号
    {
        ret = register_chrdev_region(MKDEV(major, minor), count, "myled");
        if (ret) {
            printk("静态指定设备号失败\n");
            goto OUT2;
        }
    } else if (major == 0) // 动态申请设备号
    {
        ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, count, "myled");
        if (ret) {
            printk("动态申请设备号失败\n");
            goto OUT2;
        }
        // 获取主设备号和次设备号
        major = MAJOR(devno);
        minor = MINOR(devno);
    }
    printk("申请设备号成功\n");

    // 4.注册字符设备驱动对象
    ret = cdev_add(cdev, MKDEV(major, minor), count);
    if (ret) {
        printk("注册字符设备驱动对象失败\n");
        goto OUT3;
    }
    printk("注册字符设备驱动对象成功\n");

    // 向上提交目录
    cls = class_create(THIS_MODULE, "myled");
    if (IS_ERR(cls)) {
        printk("向上提交目录失败\n");
        ret = -PTR_ERR(cls);
        goto OUT4;
    }
    printk("向上提交目录成功\n");

    // 向上提交设备节点信息
    for (i = 0; i < count; i++) {
        dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "myled%d", i);
        if (IS_ERR(dev)) {
            ret = -PTR_ERR(dev);
            goto OUT5;
        }
    }
    printk("向上提交设备节点成功\n");

    gpiono1 = my_gpio_init(&dnode, "myleds", "led1", 0);
    gpiono2 = my_gpio_init(&dnode, "myleds", "led2", 0);
    gpiono3 = my_gpio_init(&dnode, "myleds", "led3", 0);

    return 0;

OUT5:
    // 释放已经申请的设备节点信息
    for (--i; i >= 0; i--) {
        device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    }
    // 释放目录空间
    class_destroy(cls);
OUT4:
    // 注销字符设备驱动对象
    cdev_del(cdev);
OUT3:
    // 释放设备号
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, minor), count);
OUT2:
    // 释放对象空间
    kfree(cdev);
OUT1:
    return ret;
}

static void __exit mycdev_exit(void)
{
    // 关灯
    gpio_set_value(gpiono1, 0);
    gpio_set_value(gpiono2, 0);
    gpio_set_value(gpiono3, 0);
    // 注销gpio编号
    gpio_free(gpiono1);
    gpio_free(gpiono2);
    gpio_free(gpiono3);
    // 销毁设备节点
    for (i = 0; i < count; i++) {
        device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    }
    // 释放目录空间
    class_destroy(cls);
    // 1.注销字符设备驱动对象
    cdev_del(cdev);
    // 2.释放设备号
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, minor), count);
    // 3.释放对象空间
    kfree(cdev);
}

module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

int mycdev_open(struct inode* inode, struct file* file)
{
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}

ssize_t mycdev_read(struct file* file, char __user* ubuf, size_t size, loff_t* iof)
{
    // 向用户拷贝
    if (size > sizeof(kbuf)) {
        size = sizeof(kbuf);
    }
    ret = copy_to_user(ubuf, kbuf, size);
    if (ret != 0) {
        printk("copy to user filed\n");
        return -EIO;
    }
    return 0;
}

ssize_t mycdev_write(struct file* file, const char __user* ubuf, size_t size, loff_t* iof)
{
    int ret;
    // 从用户拷贝
    if (size > sizeof(kbuf)) {
        size = sizeof(kbuf);
    }
    ret = copy_from_user(kbuf, ubuf, size);
    if (ret) {
        printk("copy from user filed\n");
        return -EIO;
    }
    return 0;
}

long mycdev_ioctl(struct file* file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    int which; // 用户层传递的第三个参数
    ret = copy_from_user(&which, (void*)arg, 4);
    if (ret) {
        printk("copy_from_user filed\n");
        return ret;
    }

    switch (cmd) {
    case 1: // 开灯
        switch (which) {
        case 1:
            gpio_set_value(gpiono1, 1);
            break;
        case 2:
            gpio_set_value(gpiono2, 1);
            break;
        case 3:
            gpio_set_value(gpiono3, 1);
            break;
        }

        break;
    case 0: // 关灯
        switch (which) {
        case 1:
            gpio_set_value(gpiono1, 0);
            break;
        case 2:
            gpio_set_value(gpiono2, 0);
            break;
        case 3:
            gpio_set_value(gpiono3, 0);
            break;
        }
        break;
    }

    return 0;
}

int mycdev_close(struct inode* inode, struct file* file)
{
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}

main.c

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

int main(int argc, char const* argv[])
{
    int fd = open("/dev/myled0", O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        printf("打开设备文件失败\n");
        exit(-1);
    }
    int on_off; // 开关选项 0(关) 1(开)
    int device; // 设备选项 1~3
    while (1) {
        printf("请输入:1(开) 0(关)>");
        scanf("%d", &on_off);
        getchar();
        if (on_off != 0 && on_off != 1) {
            printf("输入错误,请重新输入\n");
            continue;
        }
        printf("请输入控制的设备:1(LED1) 2(LED2) 3(LED3) >");
        scanf("%d", &device);
        getchar();
        if (device != 1 && device != 2 && device != 3) {
            printf("设备输入错误,请重新输入\n");
            continue;
        }
        // 根据on_off和device,开关对应的灯
        ioctl(fd, on_off, &device);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

通过GPIO子系统编写LED驱动，在串口工具控制LED的亮灭

dt.c

main.c

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