专题11-LED驱动程序设计

第1课-字符设备控制

1. 设备控制理论

（1）作用

大部分驱动程序除了需要提供读写设备的能力外,还需要具备控制设备的能力。比如: 改变波特率。

（2）应用程序接口

在用户空间，使用ioctl系统调用来控制设备，原型如下:

int ioctl(int fd,unsigned long cmd,...)

fd: 要控制的设备文件描述符

cmd: 发送给设备的控制命令

…: 第3个参数是可选的参数，存在与否是依赖于控制命令(第2 个参数)。

（3）设备驱动方法

当应用程序使用ioctl系统调用时，驱动程序将由如下函数来响应：

1: 2.6.36 之前的内核

long (*ioctl) (struct inode* node ,struct file* filp, unsigned int cmd,unsigned long arg)

2:2.6.36之后的内核

long (*unlocked_ioctl) (struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

参数cmd: 通过应用函数ioctl传递下来的命令

1. 设备控制实现

（1）       定义命令

命令从其实质而言就是一个整数, 但为了让这个整数具备更好的可读性，我们通常会把这个整数分为几个段：类型（8位），序号，参数传送方向，参数长度。

Type(类型/幻数): 表明这是属于哪个设备的命令。

Number(序号)，用来区分同一设备的不同命令

Direction：参数传送的方向，可能的值是_IOC_NONE(没有数据传输), _IOC_READ, _IOC_WRITE（向设备写入参数）

Size： 参数长度

Linux系统提供了下面的宏来帮助定义命令:

_IO(type,nr)：不带参数的命令

_IOR(type,nr,datatype)：从设备中读参数的命令

_IOW(type,nr,datatype)：向设备写入参数的命令

例：

#define MEM_MAGIC ‘m’ //定义幻数

#define MEM_SET _IOW(MEM_MAGIC, 0, int)

（2）       实现操作

unlocked_ioctl函数的实现通常是根据命令执行的一个switch语句。但是，当命令号不能匹配任何一个设备所支持的命令时，返回-EINVAL.

编程模型：

Switch cmd

Case 命令A：

//执行A对应的操作

Case 命令B：

//执行B对应的操作

Default:

// return -EINVAL

1. 自己动手写驱动

Led.c

#include <linux/module.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/cdev.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/io.h>

#include <mach/gpio-bank-k.h>

#include "led.h"

#define LEDCON 0x7f008800

#define LEDDAT 0x7f008808

unsigned int *led_config;

unsigned int *led_data;

struct cdev cdev;

dev_t devno;

int led_open(struct inode *node, struct file *filp)

{

led_config = ioremap(LEDCON,4);

writel(0x11110000,led_config);

led_data = ioremap(LEDDAT,4);

return 0;

}

long led_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

switch (cmd)

{

case LED_ON:

writel(0x00,led_data);

return 0;

case LED_OFF:

writel(0xff,led_data);

return 0;

default:

return -EINVAL;

}

}

static struct file_operations led_fops =

{

.open = led_open,

.unlocked_ioctl = led_ioctl,

};

static int led_init()

{

cdev_init(&cdev,&led_fops);

alloc_chrdev_region(&devno, 0 , 1 , "myled");

cdev_add(&cdev, devno, 1);

return 0;

}

static void led_exit()

{

cdev_del(&cdev);

unregister_chrdev_region(devno,1);

}

module_init(led_init);

module_exit(led_exit);

led_app.c

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include "led.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

int fd;

int cmd;

if (argc <2 )

{

printf("please enter the second para!\n");

return 0;

}

cmd = atoi(argv[1]);

fd = open("/dev/myled",O_RDWR);

if (cmd == 1)

ioctl(fd,LED_ON);

else

ioctl(fd,LED_OFF);

return 0;

}