Linux驱动认知简明导论③ —— 修改树莓派引脚文件pin4Driver.c操作IO口

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前言
修改引脚驱动文件 pin4Driver.c（GPIO）
修改上层应用的测试代码 pin4Test2.c
IO口驱动代码调式与测试
参考资料
文章更新时间记录

前言

该篇博文不同于上一篇，上一篇博文笔者仅仅只记录了从上层空间到底层内核驱动的逻辑调用，并没有结合实际的硬件部分，故该篇博文笔者以树莓派的引脚电平操作为演练的实战记录。相比于其他几位朋友的同课题笔记，笔者也将整个系列做出了拆分，避免全文下来过于臃肿，这也是个人对于技术博客的一贯理解。

修改引脚驱动文件 pin4Driver.c（GPIO）

演示代码： raspberryGPIO.c

/* raspberryGPIO.c */
#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//函数volatil确保指令不被编译器优化，且要求每次直接读取寄存器里的器。
volatile unsigned int* GPFSEL0 = NULL;
volatile unsigned int* GPSET0  = NULL;
volatile unsigned int* GPCLR0  = NULL;//函数pin4_open
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{printk("pin4_open\n");*GPFSEL0 &= ~(0x6 << 12); *GPFSEL0 |= (0x1 << 12);return 0;
}//函数pin4_write
static ssize_t pin4_write(struct file *file1,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{int cmd;printk("pin4_write\n");//函数copy_from_user —— 获取上层应用空间的数据。copy_from_user(&cmd,buf,count);if(cmd == 1){printk("set 1.\n");*GPSET0 |= 0x1 << 4;//将引脚4设置为1}else if(cmd == 0){printk("set 0.\n");*GPCLR0 |= 0x1 << 4;//将引脚4设置为0}else{printk("error.\n");}printk("%d\n",cmd);return 0;
}static struct file_operations pin4_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open  = pin4_open,.write = pin4_write,
};int __init pin4_drv_init(void)
{int ret;printk("insmod driver pi4 success.\n");//1.创建设备号（主设备、次设备号）。devno = MKDEV(major,minor);  printk("drive init succeed\n");//2.注册驱动：通知内核，将该驱动加入到驱动链表。ret = register_chrdev(major,module_name,&pin4_fops);  //3.加载驱动代码文件时自动操作路径“/root/dev”下生成驱动设备。pin4_class = class_create(THIS_MODULE,"myfirstdriver");//4.创建设备文件pin4_class_dev = device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);  //函数 ioremap —— 将IO的物理地址映射内存的虚拟地址。GPFSEL0 = (volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200000,4);GPSET0  = (volatile unsigned int *)ioremap(0x3f20001C,4);GPCLR0  = (volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200028,4);return 0;
}void __exit pin4_drv_exit(void)
{   //函数iounmap —— 与装载驱动的IO映射相对应，卸载驱动时必须解除映射。iounmap(GPFSEL0);iounmap(GPSET0);iounmap(GPCLR0);//1.销毁设备device_destroy(pin4_class,devno);//2.销毁类文件class_destroy(pin4_class);//3.卸载驱动unregister_chrdev(major, module_name);
}module_init(pin4_drv_init);
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");

代码中微小的细节请读者自己细细品味。

修改上层应用的测试代码 pin4Test2.c

上层测试代码： pin4Test2.c

/* pin4Test2.c */
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd;int cmd;fd = open("/dev/pin4",O_RDWR);if(fd < 0){perror("Open failed:");}else{printf("Open success.\n");}printf("Please input number 0/1, 0 - Low Level, 1 - high Level.\n");scanf("%d\n",&cmd);if(cmd == 0){printf("pin4 is low level.\n");}if(cmd == 1){printf("pin4 is high level.\n");}write(fd,&cmd,4);return 0;
}

IO口驱动代码调式与测试

对于这两个文件的操作与笔者上一篇的驱动博文一样：交叉编译传送至树莓派 与 在树莓派内加载驱动以及测试，具体的步骤请看翻阅那篇博文的对应章节（重复写出来也无必要且过于繁琐）。

在树莓派上层试运行测试文件后输入 gpio readall，若发现的GPIO显示图里BCM“4”一栏对应部分反复切换0、1则说明操作成功。

参考资料

位运算（按位与、按位或、异或）
详细到吐血 —— 树莓派驱动开发入门：从读懂框架到自己写驱动
树莓派简单驱动编写
树莓派LED驱动编写

文章更新时间记录

文章框架初步搭好。「2021.6.24 11:44」
“修改上层应用的测试代码 pin4Test2.c”一节完成。「2021.7.6 22:35」
“IO口驱动代码调式与测试 ”一节完成。「2021.7.6 23:00」

P.S.1 生活里负面情绪上来了不及时开导，一个人真的能溺在里面好久。「2021.7.6 23:34」

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