linux驱动1.驱动框架与GPIO操做

时间  2020-06-06
标签 linux 驱动 框架 gpio 栏目 Linux 繁體版
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1、驱动程序概念介绍

　　u-boot的任务是启动内核，内核的任务是启动应用程序 ,应用程序会涉及不少文件和硬件操做（固然不会直接操做硬件），好比读写文件，点灯、获取按键值。 　　好比对于控制led灯的用户程序与驱动程序,最简单的实现方法是: 　　应用程序中须要打开led灯，就须要open函数,在内核中的驱动程序中也有对应的led_open函数，这个led_open函数就是用来负责初始化led的引脚功能,应用程序中要调用read函数读取led灯的状态，内核中的驱动程序也有led_read函数。这是应用程序与内核中驱动程序一种最简单的对应方式. 　　那么应用程序中的open、read函数最终怎样调用到驱动程序中的led_open、led_read呢，中间有哪些东西? 　　在linux中共有4层软件,以下图: 如下名词解释：node

  • 应用程序:就是被调用的那些库函数，例如open、read、write... ...
  • C库(系统调用):其中的其实就是实现open、read这些函数来调用swi val 指令进入内核(函数不一样val值都会不一样)
  • 内核: 内核根据swi后面不一样的值去调用VFS中的system_open/system_read/ system_write等异常处理函数，找到相应的驱动程序(VFS:virtual file system 虚拟文件系统)

例如:linux

int main()
{
	int fd1  fd2;
	int   val=1;
	fd1 = open(“/dev/led”,O_RDWR);    //打开led
	write(fd1, &val, 4);
	fd2 = open(“hello.txt”,O_RDWR);  //打开文本
	write(fd2, &val, 4);
}

　　问：上面的应用程序主要实现点灯与打开文本文件，都是用的一样的函数。可是点灯与打开文本文件的行为显然不同。那么谁来实现这些不同的行为呢？ 　　答：对于LED灯，有led_open驱动程序。对于文本文件存在于flash设备上，也有对于的驱动程序。system_open、system_read最终会根据打开的不一样文件，找到底层的不一样驱动程序，而后调用驱动程序中的硬件操做函数，好比led_open来实现对具体硬件设备的操做。这就是整个的字符设备驱动程序框架。 　　例如LED,以下图: 　　在应用层应用程序中有open、read、write 　　一样，在驱动程序中也对应有led_open、led_read、led_write 　　剩下的就是驱动框架了。数组

2、制做第一个驱动程序

本节目的： 　　<font color=#FF0000>先讲解驱动框架,而后写出first_drv驱动程序,来打印一些信息</font> 写出first_drv驱动程序须要如下几步： 1)写出驱动程序first_drv_open first_drv_write 2)须要定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open first_drv_write 　　对于字符设备来讲,经常使用file_operations如下几个成员: 3) 模块加载函数,经过函数 register_chrdev(major, “first_drv”, &first_drv_fops) 来注册字符设备 4)写驱动的first_drv_init 入口函数来调用这个register_chrdev()注册函数， 5)经过module_init()来修饰入口函数,使内核知道有这个函数 6)写驱动的first_drv_exit出口函数，调用这个unregister_chrdev()函数卸载, 7) 经过module_exit()来修饰出口函数 8) 模块许可证声明, 最多见的是以MODULE_LICENSE( "GPL v2" )来声明 　　接下来咱们编写并调试驱动程序。网络

2.一、建立first_drv.c文件

代码以下:框架

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h> 
/*1写出驱动程序first_drv_open first_drv_write */
/*inode结构表示具体的文件，file结构体用来追踪文件在运行时的状态信息。*/
static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file  *file)
{
    printk(“first_drv_open\n”);      //打印，在内核中打印只能用printk()
    return 0;
}

/*参数filp为目标文件结构体指针，buffer为要写入文件的信息缓冲区，count为要写入信息的长度，ppos为当前的偏移位置，这个值一般是用来判断写文件是否越界*/
static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
    printk(“first_drv_write\n”);      //打印，在内核中打印只能用printk()
    return 0;
}
 
/*2定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open first_drv_write */
static struct file_operations first_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,     //被使用时阻止模块被卸载
    .open   =   first_drv_open,      
    .write   =   first_drv_write,   
};

/*4写first_drv_init入口函数来调用这个register_chrdev()注册函数*/
int first_drv_init(void)
{
    /*3 register_chrdev注册字符设备,并设置major=111*/
    /*若是设置major为0，表示由内核动态分配主设备号，函数的返回值是主设备号*/
	register_chrdev (111, “first_drv”, &first_drv_fops); //111:主设备号,”first_drv”:设备名
/*register_chrdev做用:在VFS虚拟文件系统中找到字符设备，而后经过主设备号找到内核数组里对应的位置,最后将设备名字和fops结构体填进去*/
    return 0;
}

/*5 module_init修饰入口函数*/
module_init(first_drv_init);

/*6 写first_drv_exit出口函数*/
void first_drv_exit(void)
{
	unregister_chrdev (111, “first_drv”);  //卸载驱动,只须要主设备号和设备名就行 
}

/*7 module_exit修饰出口函数*/
module_exit(first_drv_exit);

/*8许可证声明, 描述内核模块的许可权限，若是不声明LICENSE，模块被加载时，将收到内核被污染 （kernel tainted）的警告。*/
MODULE_LICENSE( "GPL v2" );

2.二、写Makefile编译脚本:

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6   //依赖的内核目录,前提内核是编译好的

all:                                
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules   
// M=`pwd`:指定当前目录
//make -C $(KERN_DIR) 表示将进入(KERN_DIR)目录,执行该目录下的Makefile
//等价于在linux-2.6.22.6目录下执行: make M=(当前目录) modules
// modules:要编译的目标文件

clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order

obj-m      += frist_drv.o     //obj-m:内核模块文件，指将myleds.o编译成myleds.ko

2.三、编译、加载

1）make,编译生成frist_drv.ko文件 2）开发板经过nfs网络文件系统来加载frist_drv.ko 　　注：加载以前首先经过 cat /proc/devices来查看字符主设备号111是否被占用，而后经过 insmod first_drv.ko来挂载, 经过 cat /proc/devices就能看到first_drv已挂载好函数

2.四、经过测试程序测试frist_drv模块

测试程序first_driver_test.c代码以下测试

#include <sys/types.h>    //调用sys目录下types.h文件
#include <sys/stat.h>      //stat.h获取文件属性
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

/*输入”./first_driver_test”,     agc就等于1, argv[0]= first_driver_test  */
/*输入”./first_driver_test on”,   agc就等于2, argv[0]= first_driver_test,argv[1]=on;  */

int main(int argc,char **argv) 
{
	int fd1, fd2;
	int val=1;
	fd1 = open("/dev/xxx",O_RDWR);  //打开/dev/xxx设备节点
	if(fd1<0)                   //没法打开,返回-1
		printf("can't open%d!\n", fd1);
else
		printf("can open%d!\n", fd1);    //打开，返回文件描述符

	write(fd1, &val, 4);          　　  //写入数据1
	return 0;
}

1）经过“arm-linux-gcc -o first_driver_text first_driver_test.c”指令生成执行文件 2）回到板子串口上使用./first_driver_test来运行,发现若是open()打不开,会返回-1 打印信息：spa

can't open-1!

　　缘由：这是由于咱们没有建立dev/xxx这个设备节点,而后咱们来建立,使它等于刚刚挂载好的first_drv模块。 3）运行指令：指针

mknod -m 660 /dev/xxx c 111 0            // first_drv模块的主设备号=111
./first_driver_test

打印信息：调试

first_drv_open
can open3!
first_drv_write

　　经过打印信息发现测试程序里的open()函数调用了驱动中的first_drv_open()，write()函数调用了驱动中的first_drv_write(), 　　其中open()函数返回值为3,是由于描述符0,1,2都已经被控制台占用了,因此从3开始

2.五、改进底层驱动,使用动态装载:

　　除了静态装载驱动外，还能够动态装载，让系统自动为咱们驱动设备自动分配设备号 2.5.一、修改first_drv_init入口函数和first_drv_exit 出口函数: 代码以下:

int major;              //定义一个全局变量，用来保存主设备号
int first_drv_init(void)
{
	/*设置major为0，由内核动态分配主设备号，函数的返回值是主设备号*/
	major =register_chrdev (0, “first_drv”, &first_drv_fops);  
	return 0;

}

void first_drv_exit(void)
{
	unregister_chrdev (major, “first_drv”);  //卸载驱动, 将major填入便可
}

　　经过动态分配得出它的主设备号是252（此数字随机分配）,而后重创252的测试程序 运行指令：

rm dev/xxx
mknod -m 660 /dev/xxx c 252 0
./first_driver_test

打印信息：

first_drv_open
can open3!
first_drv_write

2.5.二、每次都要手工建立设备节点，你们确定也会以为这样作太麻烦了。 　　改进方法：可使用自动建立设备节点，Linux有udev、mdev的机制，而咱们的ARM开发板上移植的busybox有mdev机制，而后mdev机制会经过class类来找到相应类的驱动设备来自动建立设备节点 (前提须要有mdev) 　　问：在哪里设置了mdev机制？ 　　答：在制做根文件系统之使用里有介绍 2.5.三、接下来使用insmod自动建立设备节点, rmmod自动注销设备节点 1)首先建立一个class设备类，class是一个设备的高级视图，它抽象出低级的实现细节，而后在class类下，建立一个class_device，即类下面建立类的设备:(在C语言中class就是个结构体)

static struct class *firstdrv_class;               //建立一个class类
static struct class_device   *firstdrv_class_devs; //建立类的设备

2)在first_drv_init入口函数中添加:

firstdrv_class= class_create(THIS_MODULE,"firstdrv");  
	//建立类,它会在sys/class目录下建立firstdrv_class这个类

	firstdrv_class_devs=class_device_create(firstdrv_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"xyz");
	//建立类设备,会在sys/class/firstdrv_class类下建立xyz设备,而后mdev经过这个自动建立/dev/xyz这个设备节点,

3)在first_drv_exit出口函数中添加:

class_device_unregister(firstdrv_class_devs);      //注销类设备,与class_device_create对应
	class_destroy(firstdrv_class);                    //注销类,与class_create对应

　　从新编译insmod后,会发如今/dev下自动的建立了xyz设备节点 　　其中在sys/class里有各类类的设备, 好比sys/class/fristdev下就有xyz 　　而后mdev经过insmod xxx 就去class找到相应类的驱动设备来自动建立设备节点 　　问：为何内容一更改,mdv就能自动运行建立设备节点呢? 　　答：是由于之前建立根文件系统时候，在etc/init.d/rcS里添加了这么一段:

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug             //支持热拔插

　　而后kernel每当设备出现变更时，调用/sbin/mdev来处理对应的信息，使mdev应用程序操做/dev目录下的设备，进行添加或删除 4)再修改测试程序里open函数,将/dev/xxx改成/dev/xyz,这样就测试模块，就不须要再mknod了. 驱动程序first_drv_open first_drv_write中只是打印数据,接下便开始来点亮LED.

3、修改第一个程序来点亮LED

本节目的： 　　<font color=#FF0000>在上一节搭建的驱动框架下添加硬件的操做</font> 硬件的操做(控制LED)主要分为以下几步: 1)看原理图，肯定引脚 2)看2440手册 3)写代码(须要使用ioremap()函数映射虚拟地址，在linux中只能使用虚拟地址) 4)修改上一节的测试程序 5)使用次设备号来控制设备下不一样的灯

3.一、看led引脚

　　看原理图能够肯定: LED1 ->GPF4 LED2 ->GPF5 LED3 ->GPF6

3.二、看2440手册

　　配置GPFCON15:0的位[8:9]、位[10:11]、位[12:13] 都等于0x01(输出模式) 　　控制GPFDAT7:0中的位4~6来使灯亮灭(低电平亮)

3.三、写代码

1）添加全局变量:

volatile unsigned long *GPFcon=NULL;       
volatile unsigned long *GPFdat=NULL;

2）first_drv_init入口函数中使用ioremap()映射虚拟地址:

GPFcon = ioremap(0x56000050, 16);   //ioremap:物理地址映射,返回虚拟地址
GPFdat=GPFcon+1;             //long:32位,因此GPFdat=0x56000050+(32/8)

3）first_drv_exit出口函数中注销虚拟地址:

iounmap(GPFcon);          //注销虚拟地址

4）first_drv_open函数中添加配置GPFCON:

*GPFcon&=~ ((0X11<<8)| (0X11<<10)| (0X11<<12)); 
*GPFcon|=    ((0X01<<8)| (0X01<<10)| (0X01<<12));

5）first_drv_write函数中添加拷贝应用层数据,而后来控制GPFDAT:

/*copy_to_user():将数据上给用户*/
copy_from_user(&val,buf,count);      //从用户(应用层)拷贝数据 
if(val==1)                  //点灯(低电平亮)
{  
	*GPFdat&=~((0X1<<4)| (0X1<<5)| (0X1<<6)); 
}
else                  //灭灯
{
	*GPFdat|=((0X1<<4)| (0X1<<5)| (0X1<<6));    
}

3.四、修改测试程序main()

代码以下:

int main(int argc,char **argv) //argc:参数个数,argv数组
{
	int fd1, fd2;
	int val=1;
	fd1 = open("/dev/xyz",O_RDWR);  //打开/dev/xxx设备节点
	if(fd1<0)                   //没法打开,返回-1
		printf("can't open%d!\n", fd1); 
	if(argc!=2)
	{
		printf("Usage:\n");
		printf("%s <on|off>",argv[0]);
		return 0;
	}

	if(strcmp(argv[1],"on")==0)   //开灯
	{
		printf("led on...\n");
		val=1;
	} 
	else                         //关灯
	{
		printf("led off...\n");
		val=0;
	}

	write(fd1, &val, 4);
	return 0;
}

　　当输入first_driver_text on点3个灯, 不然关3个灯 　　若参数不等于2时，不能控制点灯 　　问：若是咱们想分别控制不一样的灯，该怎么作？ 　　答：可使用次设备号，次设备号就是用来区分同一设备下不一样子设备

3.五、使用次设备号来控制设备下不一样的灯

　　咱们先来看下面两个函数MAJOR和MINOR，分别是提取主次设备号

minor=MINOR(inode->i_rdev);    //open函数中提取次设备号
major=MAJOR(inode->i_rdev);    //open函数中提取主设备号

minor=MINOR (file->f_dentry->d_inode->i_rdev);  //write/read函数中提取次设备号
major= MAJOR (file->f_dentry->d_inode->i_rdev); //write/read函数中提取主设备号

思路以下: 在测试程序中: 　　经过dev[1]来open打开不一样的子设备节点，而后经过dev[2]来write写入数据 　　实例: first_driver_text led1 on //点亮led1 在first_dev.c驱动文件中: 　　first_drv_init函数中建立不一样的子设备节点 　　first_drv_exti函数中注销不一样的子设备节点 　　first_drv_open函数中经过MINOR(inode->i_rdev)来初始化不一样的灯 　　first_drv_write函数中经过MINOR(file->f_dentry->d_inode->i_rdev)来控制不一样的灯 以下图,insmod后自动注册3个设备节点 测试程序以下:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
 
 /*
  *  ledtest <dev> <on|off>
  */

void print_usage(char *file)         //报错打印帮助
{
    printf("Usage:\n");
    printf("%s <dev> <on|off>\n",file);
    printf("eg. \n");
    printf("%s /dev/leds on\n", file);
    printf("%s /dev/leds off\n", file);
    printf("%s /dev/led1 on\n", file);
    printf("%s /dev/led1 off\n", file);
} 

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    char* filename;
    char val;
    
    if (argc != 3)       
    {
        print_usage(argv[0]);
        return 0;
     }

    filename = argv[1];
    fd = open(filename, O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("error, can't open %s\n", filename);
        return 0;
    }

    if (!strcmp("on", argv[2]))
    {
        // 亮灯
        val = 0;
        write(fd, &val, 1);
    }

    else if (!strcmp("off", argv[2]))
    {
        // 灭灯
        val = 1;
        write(fd, &val, 1);
    }
    else        //数据输入错误，打印帮助提示
    {
        print_usage(argv[0]);
        return 0;
    }     
    return 0;
}

驱动程序以下:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

static struct class *firstdrv_class;               //建立一个class类
static struct class_device   *firstdrv_class_devs[4]; //建立类的设备,led,led1,led2,led3

volatile unsigned long *GPFcon=NULL;
volatile unsigned long *GPFdat=NULL;

/*1写出驱动程序first_drv_open first_drv_write */
static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file  *file)
{
	int minor=MINOR(inode->i_rdev);
	printk("first_drv_open\n");      //打印，在内核中打印只能用printk()
	GPFcon = ioremap(0x56000050, 16);   //ioremap:物理地址映射,返回虚拟地址
	GPFdat=GPFcon+1;                   //long:32位,因此GPFdat=0x56000050+(32/8)

	switch(minor)
	{
	case 0:                              //进入led设备,控制全部led
		*GPFcon&=~ ((0X3<<8)| (0X3<<10)| (0X3<<12));
		*GPFcon|=    ((0X01<<8)| (0X01<<10)| (0X01<<12));
		break;

	case 1:                              //进入led1设备,控制 led1
		*GPFcon&=~ ((0X3<<8) );
		*GPFcon|=    (0X1<<8) ;
		break;

	case 2:                                                 //进入led2设备,控制 led2
		*GPFcon&=~ ((0X3<<10) );
		*GPFcon|=  (0X1<<10) ;
		break;

	case 3:                              //进入led3设备,控制 led3
		*GPFcon&=~ ((0X3<<12) );
		*GPFcon|=    ((0X1<<12) );
		break;
	}
	return 0;
}

/*参数filp为目标文件结构体指针，buffer为要写入文件的信息缓冲区，count为要写入信息的长度，ppos为当前的偏移位置，这个值一般是用来判断写文件是否越界*/
static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
	int val;
	int minor=MINOR(file->f_dentry->d_inode->i_rdev);
	copy_from_user(&val,buf,count);      //经过用户(应用层)拷贝数据
	switch(minor)
	{
	case 0:                                               //进入led设备,控制全部led
		printk("led0,%d\n",val);

		if(val)       //开灯
		{
			*GPFdat&=~ ((0X1<<4)| (0X1<<5)| (0X1<<6)); 
			*GPFdat|=      ((0X0<<4)| (0X0<<5)| (0X0<<6));
		}
		else     //关灯
		{
			*GPFdat&=~ ((0X1<<4)| (0X1<<5)| (0X1<<6));
			*GPFdat|=  ((0X1<<4)| (0X1<<5)| (0X1<<6));
		}
		break;

	case 1:                                               //进入led1设备,控制 led1
		printk("led1,%d\n",val);
		if(val)      //开灯
		{
			*GPFdat&=~ (0X1<<4);
			*GPFdat|=  (0X0<<4);
		}
		else         //关灯
		{
			*GPFdat&=~  (0X1<<4); 
			*GPFdat|=   (0X1<<4);
		}
		break;

	case 2:                                         //进入led2设备,控制 led2
		printk("led2,%d\n",val);
		if(val)      //开灯
		{
			*GPFdat&=~ (0X1<<5);
			*GPFdat|=      (0X0<<5);
		}
		else         //关灯
		{
			*GPFdat&=~  (0X1<<5);
			*GPFdat|=      (0X1<<5);
		}
		break;

	case 3:                                               //进入led3设备,控制 led3
		printk("led3,%d\n",val);
		if(val)      //开灯
		{
			*GPFdat&=~ (0X1<<6);
			*GPFdat|=      ( 0X0<<6);
		}
		else         //关灯
		{
			*GPFdat&=~ (0X1<<6); 
			*GPFdat|=  (0X1<<6);
		}
		break;
	}
	return 0;
}

/*2定义file_operations结构体来封装驱动函数first_drv_open first_drv_write */
static struct file_operations first_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,     //被使用时阻止模块被卸载
    .open   =   first_drv_open, 
    .write   =   first_drv_write,
};
 
int major;              //定义一个全局变量，用来保存主设备号
int first_drv_init(void)
{
    int i;
    /*3 register_chrdev注册字符设备*/
    /*若是设置major为0，表示由内核动态分配主设备号，函数的返回值是主设备号*/
    major=register_chrdev (0, "first_drv", &first_drv_fops);

    firstdrv_class= class_create(THIS_MODULE,"firstdrv");
	//建立类,它会在sys目录下建立firstdrv这个类
    firstdrv_class_devs[0]=class_device_create(firstdrv_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"led");
	//建立类设备,它会在firstdrv_class类下建立led设备,而后mdev经过这个自动建立/dev/xyz这个设备节点
 
	for(i=1;i<4;i++)   //建立led1 led2 led3 设备节点,控制led1 led2 led3
	{
		firstdrv_class_devs[i]=class_device_create(firstdrv_class,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"led%d",i);
	}
	return 0;
}

/*6 写first_drv_exit出口函数*/
void first_drv_exit(void)
{
	int i;
	unregister_chrdev (major, "first_drv");  //卸载驱动,只须要主设备号和设备名就行
	class_destroy(firstdrv_class);                      //注销类,与class_create对应

	for(i=0;i<4;i++)                              //注销类设备led,led1,led2,led3
		class_device_unregister(firstdrv_class_devs[i]);

	iounmap(GPFcon);          //注销虚拟地址
}

/*5 module_init修饰入口函数*/
module_init(first_drv_init);
 
/*7 module_exit修饰出口函数*/
module_exit(first_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL v2");  //声明许可证

4、查询方式来写按键驱动程序

本节目的： 　　<font color=#FF0000>写second程序,内容:经过查询方式驱动按键</font>

4.一、写出框架

1）写file_oprations结构体，second_drv_open函数，second_drv_read函数 2）写入口函数,并自动建立设备节点，修饰入口函数 3）写出口函数，并自动注销设备节点，修饰出口函数 4）写MODULE_LICENSE(“GPL v2”)声明函数许可证 5）在入口函数中，利用class_create和class_device_create自动建立设备节点 6）在出口函数中,利用class_destroy和class_device_unregister注销设备节点

4.二、编译并加载

　　写Makefile并编译后，放在板子上insmod后，看看lsmod、cat /porc/devices、 ls -l /dev/second是否加载成功

4.三、在框架中实现硬件操做

1)看原理图和2440手册，肯定用什么寄存器控制按键引脚 　　肯定按键0~3分别是GPF0，GPF2，GPG3，GPG11 　　因为是使用查询模式，并非外部中断模式 　　因此配置 GPFCON(0x56000050)的位[0:1]、位[4:5]等于0x00(输入模式) 　　GPGCON(0x56000060)的位[6:7]、位[22:23]等于0x00(输入模式) 　　经过GPGDAT (0x56000054) 和GPGDAT(0x56000064)来查询按键状态 2）写代码 　　init入口函数中使用ioremap()函数映射寄存器虚拟地址 　　exit出口函数中使用iounmap()函数注销虚拟地址 　　open函数中配置GPxCON初始化按键 　　read函数中先检查读出的字符是不是4个,而后获取GPxDAT状态,用key_vals[4]数组保存4个按键值,最后使用 copy_to_user(buf, key_vals,sizeof(key_vals)) 上传给用户层

4.四、写测试程序并测试

1）写测试程序Secondtest.c 　　此测试程序使用read(fd,val,sizeof(val));函数读取内核层的数据 　　使用此测试程序的用法就是./Secondtest 2）后台运行测试程序 　　使用./ Secondtest & 后台运行测试程序 　　后台会一直运行这个程序，当咱们有按键按下时，就会打印数据出来，以下图: 　　 3）top指令观察CPU占有率 　　经过top命令能够发现这个./ Secondtext占了CPU的99%时间 　　缘由：咱们的Secondtext测试程序一直在while中经过查询方式读取按键状态,这样的效率是很是低的. 　　接下来开始使用中断方式来改进按键驱动程序,提升效率。

4.五、本节代码

Secondtest测试程序代码以下:

#include <sys/types.h>    //调用sys目录下types.h文件
#include <sys/stat.h>      //stat.h获取文件属性
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/*secondtext            while一直获取按键信息   */
int main(int argc,char **argv)
{
	int fd,ret;
	unsigned char val[4];
	fd=open("/dev/buttons",O_RDWR); 
	if(fd<0)
	{
		printf("can't open!!!\n");
		return -1;
	}

	while(1)
	{
		ret=read(fd,val,sizeof(val));
		if(ret<0)
		{
			printf("read err!\n");     
			continue;
		}

		if((val[0]&val[1]&val[2]&val[3])==0)
			printf("key0=%d,key1=%d,key2=%d,key3=%d\n",val[0],val[1],val[2],val[3]); 
	}
	return 0;
}

second.c按键驱动代码以下:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

static struct class *seconddrv_class;               //建立一个class类
static struct class_device   *seconddrv_class_devs; //建立类的设备

volatile unsigned long *GPFcon;       
volatile unsigned long *GPFdat;
volatile unsigned long *GPGcon;       
volatile unsigned long *GPGdat;

static int second_drv_open(struct inode *inode, struct file  *file)
{
    /*初始化按键*/   
    /* 配置 GPFCON(0x56000050)的位[0:1]、位[4:5]等于0x00(输入模式)
    GPGCON(0x56000060)的位[6:7]、位[22:23]等于0x00*/
    *GPFcon&=~((0x3<<0)|(0x3<<4));
    *GPGcon&=~((0x3<<6)|(0x3<<22));

    return 0;
}

static int second_drv_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
	unsigned char key_vals[4];

	/*按键0~3分别是GPF0，GPF2，GPG3，GPG11*/
	if(count!=sizeof(key_vals))
		return EINVAL;       

	key_vals[0]=(*GPFdat>>0)&0X01;   
	key_vals[1]=(*GPFdat>>2)&0X01;           
	key_vals[2]=(*GPGdat>>3)&0X01; 
	key_vals[3]=(*GPGdat>>11)&0X01;   

	/*上传给用户层*/
	if(copy_to_user(buf,key_vals,sizeof(key_vals)))
		return EFAULT;
	return 0;
}

 
static struct file_operations second_drv_fops={
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = second_drv_open,
	.read = second_drv_read,};

volatile int second_major;             //保存主设备号
static int second_drv_init(void)
{
    second_major=register_chrdev(0,"second_drv",&second_drv_fops);  //建立驱动
    seconddrv_class=class_create(THIS_MODULE,"second_dev");    //建立类名
    seconddrv_class_devs=class_device_create(seconddrv_class, NULL, MKDEV(second_major,0), NULL,"buttons");  

    /*申请虚拟地址,而后配置寄存器*/
    /*  GPFCON(0x56000050)
      GPGCON(0x56000060) */
    GPFcon=ioremap(0x56000050,16);
    GPFdat=GPFcon+1;   

    GPGcon=ioremap(0x56000060,16);
    GPGdat=GPGcon+1;

	return 0;
}

static int second_drv_exit(void)
{
	unregister_chrdev(second_major,"second_drv");            //卸载驱动
	class_device_unregister(seconddrv_class_devs);         //卸载类设备
	class_destroy(seconddrv_class);                         //卸载类  

	/*注销虚拟地址*/
	iounmap(GPFcon);
	iounmap(GPGcon);

	return 0;
}

module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
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