基于驱动框架编写驱动代码

前言：基于上一个博文对 linux驱动的认知的了解，那么现在开始我们正式来进入学习基于驱动框架来编写驱动代码，那么接下来我们先来看看一个最简单的驱动框架代码

一、字符设备驱动框架代码与应用层代码

驱动框架代码

#include <linux/fs.h>       //file_operations声明
#include <linux/module.h>    //module_init  module_exit声明
#include <linux/init.h>      //__init  __exit 宏定义声明
#include <linux/device.h>  //class  devise声明
#include <linux/uaccess.h>   //copy_from_user 的头文件
#include <linux/types.h>     //设备号  dev_t 类型声明
#include <asm/io.h>          //ioremap iounmap的头文件static struct class *pin4_class;
static struct device *pin4_class_dev;static dev_t devno;                //设备号
static int major =231;            //主设备号
static int minor =0;              //次设备号
static char *module_name="pin4";   //模块名--这个模块名到时候是在树莓派的/dev底下显示相关驱动模块的名字//led_open函数
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{printk("pin4_open\n");  //内核的打印函数和printf类似    return 0;
}//led_write函数
static ssize_t pin4_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{printk("pin4_write\\n");return 0;
}static ssize_t pin4_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{printk("pin4_read\n");return 0;
}static struct file_operations pin4_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open  = pin4_open,.write = pin4_write,.read  = pin4_read,
};int __init pin4_drv_init(void)   //设备驱动初始化函数（真实的驱动入口）
{int ret;devno = MKDEV(major,minor);  //创建设备号ret   = register_chrdev(major, module_name,&pin4_fops);  //注册驱动  告诉内核，把这个驱动加入到内核驱动的链表中pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo"); //这个是让代码在/dev目录底下自动生成设备，自己手动生成也是可以的pin4_class_dev =device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);  //创建设备文件return 0;
}void __exit pin4_drv_exit(void)  //卸载驱动，即将驱动从驱动链表中删除掉
{device_destroy(pin4_class,devno);class_destroy(pin4_class);unregister_chrdev(major, module_name);  //卸载驱动
}module_init(pin4_drv_init);  //真正的入口
module_exit(pin4_drv_exit);  //卸载驱动
MODULE_LICENSE("GPL v2");

驱动框架代码里面都有相对应的注释，用心去看还是很好看懂的。

操作驱动的应用层代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd;fd = open("/dev/pin4",O_RDWR);if(fd < 0){printf("fail to open the pin4\n");perror("the reason:");}else{printf("success to open the pin4\n");}write(fd,'2',1);return 0;
}

二、如何让编写好的驱动代码生效

2.1 首先得把上面两个代码文件先拿进linux虚拟机里面来，记住只要将驱动框架代码那个文件拿进到内核源码树目录底下对应的目录即可，那个应用层的测试代码就放在工作目录底下即可
进入驱动设备目录：

cd SYSTEM/linux-rpi-4.14.y/drivers/char/

为什么会是这个目录呢？
因为drivers就是驱动相关的目录，然而char是指字符型驱动设备的意思，由于IO口的驱动设备属于字符设备。

方式一：先拿进来工作目录底下，然后再拷贝到内核源码树目录底下对应的驱动设备目录底下，其实方式一可以是通过拖拽的方式将文件拉进虚拟机里面，也可以通过filezila传输文件

上图中的 ~/是指工作目录的意思（即/home/pi） ./就是指当前目录的意思

方式二：直接用filezila将文件传输到对应的目录下即可

2.2 修改Makefile文件，告诉编译器要对该驱动文件进行编译
温馨提示：一定要记住，我们把驱动文件放在了那个目录下，就去修改那个目录下的Makefile，例如我们现在是将驱动文件放在了char目录底下，所以我们就要去修改这个目录底下的Makefile文件

配置Makefile成模块的形式
2.2.1 进入Makefile文件:

2.2.2 在Makefile添加以下内容：

obj-m                           += pin4_driver.o

拓展解释：

obj-m  +=  xxx.o    //m是编译成module(模块)
obj-y  +=  xxx.o    //y是编译进 kernel 只可以看到.o 不会生成ko

修改后的Makefile

2.3 修改完Makefile之后，要做的就是对这个驱动文件进行编译

2.3.1 这个一定要记住，不是在/char目录下进行编译，而是在内核源码树目录底下进行编译
编译指令：

 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules//指定架构是arm架构//交叉编译工具链是arm-linux-gnueabihf-//KERNEL=kernel7 是指内核的版本的意思//modules 生成模块

编译：

编译完成后会在/char目录底下生成一个.ko文件

在这顺便把应用层文件也进行编译了
在工作目录底下进行

指令：arm-linux-gnueabihf-gcc pin4_test.c -o pin4test

两个文件都进行编译生成对应的文件之后，通过filezila或者scp的方式将.ko 文件和pin4test文件传输到树莓派底下，两种传输方式在前面的博文里也有介绍。

温馨提示：如果是通过filezila的方式将可执行文件（pin4test）先传输到windows再从windows传输到树莓派的话，这样文件在树莓派底下是没有可执行权限的，那么怎样才能让它有可执行权限呢？
执行以下指令即可：chmod +x xxx(文件名)，这样就让文件具有了可执行的权限

完成以上操作，在linux虚拟机端的事情就完了，接下来来到了树莓派端的操作。

三、如何让写到的驱动在树莓派底下生效

3.1 在树莓派的工作目录底下可以看到从虚拟机上传过来的两个文件，分别是驱动代码文件，一个是应用层的可执行文件

3.2 接下来讲解一下如何在树莓派底下将驱动装载与及卸载
驱动装载指令：sudo insmod xxx.ko

然后在驱动目录底下可以看到一个名为pin4的驱动

为什么会是名为pin4的驱动呢？
因为这是在驱动代码文件里面设定好的，这个驱动的名字是随意更改的，但一般都设置为驱动相关的。

3.3 不要以为装了驱动就可以执行相关的测试程序

在上图中就是显示即使是装了驱动，测试程序也一样是跑不起来，那么这是为什么呢？

在上图中我们可以看到这个驱动文件是没有任何人都可读可写的权限的，所以我们要给这个驱动文件加上所有人都可读可写的权限

加上权限的指令：sudo chmod 666 /dev/pin4 666是所有人都可访问的意思

执行这个指令后

从图中可看出，现在跟上面那图比较，pin4这个驱动文件明显就是多了可读可写的权限

3.4 测试驱动是否可以装载成功

在上图中我们可以看到已经测试出已经把驱动文件装载成功，并且相关的测试程序也可以跑起来了

但在驱动代码里我们看到并不是打印这些内容的，那是为什么呢？
因为我们看到的都是应用层的东西，驱动的代码输出是属于内核层的东西，所以我们要用一个指令将内核层的输出东西输出到应用层来才能看到

查看内核层的内容的指令：dmesg

由上图中，我们可以看出，内核层已经有了相关的信息输出，这样就说明了我们已经是驱动装载成功的了

3.5 驱动模块的查看与卸载

3.5.1 显示已经装进系统的驱动模块：lsmod

3.5.2 卸载指令：sudo rmmod xxx 这里就不需要写.ko了

在上图中可以看到，驱动已经是被卸载的了

内核驱动验证的步骤：

 a.装载驱动 b.驱动装载后生成设备，比如/dev/pin4,通过sudo chmod 666 /dev/pin4 来添加访问权限 c.运行测试程序（pin4test）调用驱动d.内核的printk是内核层的printf，通过dmesg查看打印信息

学习笔记，仅供参考