• 驱动开发，stm32mp157a开发板的led灯控制实验(优化)，使用ioctl函数，让write/read函数的专注读写功能

     1.实验目的

            编写LED灯的驱动，在应用程序中编写控制LED灯亮灭的代码逻辑实现LED灯功能的控制；

     

     2.LED灯相关寄存器分析

    LED1->PE10 LED1亮灭：

    RCC寄存器[4]->1 0X50000A28

    GPIOE_MODER[21:20]->01 (输出) 0X50006000

    GPIOE_ODR[10]->1(输出高电平) 0（输出低电平）0X50006014

    LED2->PF10 LED2亮灭：

    RCC寄存器[5]->1 0X50000A28

    GPIOE_MODER[21:20]->01 (输出) 0X50006000

    GPIOE_ODR[10]->1(输出高电平) 0（输出低电平）0X50006014

    LED3->PE8 LED3亮灭：

    RCC寄存器[4]->1 0X50000A28

    GPIOE_MODER[17:16]->01 (输出) 0X50006000

    GPIOE_ODR[8]->1(输出高电平) 0（输出低电平）0X50006014

    GPIOE_OTYPER默认为00

    GPIOE_PUPDR默认为0

    GPIOE_OSPEEDR默认为00

     

    3.编写代码

    ---Makefile---工程管理文件
    1. modname?=demo
    2. arch?=arm
    3. ifeq ($(arch),arm)
    4. KERNELDIR:= /home/ubuntu/FSMP1A/linux-stm32mp-5.10.61-stm32mp-r2-r0/linux-5.10.61 #编译生成ARM架构
    5. else
    6. KERNELDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build #编译生成X86架构
    7. endif
    8.  
    9. PWD:=$(shell pwd) #模块化编译文件路径
    10. all:
    11. 	make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
    12. clean:
    13. 	make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean
    14.  
    15. obj-m:=$(modname).o
    ---head.h---头文件
    1. #ifndef __HEAD_H__
    2. #define __HEAD_H__
    3.  
    4. typedef struct
    5. {
    6.     unsigned int MODER;
    7.     unsigned int OTYPER;
    8.     unsigned int OSPEEDR;
    9.     unsigned int PUPDR;
    10.     unsigned int IDR;
    11.     unsigned int ODR;   
    12. }gpio_t;
    13.  
    14. //LED1和LED3寄存器地址
    15. #define LED1_ADDR 0x50006000
    16. #define LED2_ADDR 0x50007000
    17. #define LED3_ADDR 0x50006000
    18. #define RCC_ADDR 0x50000A28
    19.  
    20. //构建LED开关功能码,添加ioctl第三个参数int
    21. #define LED_ON _IOW('l',1,int)
    22. #define LED_OFF _IOW('l',0,int)
    23.  
    24.  
    25. #endif
    ---led_drive.c---驱动程序
    1. #include <linux/init.h>
    2. #include <linux/module.h>
    3. #include <linux/fs.h>
    4. #include <linux/io.h>
    5. #include "head.h"
    6. #include <linux/device.h>
    7.  
    8. char kbuf[128] = {0};
    9. unsigned int major;
    10. gpio_t *vir_led1;
    11. gpio_t *vir_led2;
    12. gpio_t *vir_led3;
    13. unsigned int *vir_rcc;
    14.  
    15. struct class *cls;
    16. struct device *dev;
    17.  
    18. // 封装操作方法
    19. int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
    20. {
    21.     printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    22.     return 0;
    23. }
    24.  
    25. long mycdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
    26. {
    27.     int value;
    28.     //获取arg对应用户空间中的值
    29.     int ret = copy_from_user(&value,(void*)arg,4);
    30.     if(ret)
    31.     {
    32.         printk("从用户空间获取数据失败\n");
    33.         return -EIO;
    34.     }
    35.  
    36.     switch (cmd)
    37.     {
    38.     case LED_ON: // 开灯
    39.         switch (value)
    40.         {
    41.         case 1: // LED1
    42.             vir_led1->ODR |= (0x1 << 10);
    43.             break;
    44.         case 2:
    45.             vir_led2->ODR |= (0x1 << 10);
    46.             break;
    47.         case 3:
    48.             vir_led3->ODR |= (0x1 << 8);
    49.             break;
    50.         }
    51.         break;
    52.  
    53.     case LED_OFF: // 关灯
    54.         switch (value)
    55.         {
    56.         case 1: // LED1
    57.             vir_led1->ODR &= (~(0x1 << 10));
    58.             break;
    59.         case 2:
    60.             vir_led2->ODR &= (~(0x1 << 10));
    61.             break;
    62.         case 3:
    63.             vir_led3->ODR &= (~(0x1 << 8));
    64.             break;
    65.         }
    66.         break;
    67.     }
    68.     return 0;
    69. }
    70.  
    71. int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
    72. {
    73.     printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    74.     return 0;
    75. }
    76.  
    77. struct file_operations fops = {
    78.     .open = mycdev_open,
    79.     .unlocked_ioctl = mycdev_ioctl,
    80.     .release = mycdev_close,
    81. };
    82.  
    83. // 相关寄存器地址映射及初始化
    84. int all_led_init(void)
    85. {
    86.     // 相关寄存器的内存映射
    87.     vir_led1 = ioremap(LED1_ADDR, sizeof(gpio_t));
    88.     if (vir_led1 == NULL)
    89.     {
    90.         printk("物理内存映射失败%d\n", __LINE__);
    91.         return -ENOMEM;
    92.     }
    93.  
    94.     vir_led2 = ioremap(LED2_ADDR, sizeof(gpio_t));
    95.     if (vir_led2 == NULL)
    96.     {
    97.         printk("物理内存映射失败%d\n", __LINE__);
    98.         return -ENOMEM;
    99.     }
    100.  
    101.     vir_led3 = vir_led1;
    102.  
    103.     vir_rcc = ioremap(RCC_ADDR, 4);
    104.     if (vir_rcc == NULL)
    105.     {
    106.         printk("物理内存映射失败%d\n", __LINE__);
    107.         return -ENOMEM;
    108.     }
    109.     printk("寄存器内存映射成功\n");
    110.  
    111.     // 硬件寄存器的初始化
    112.     (*vir_rcc) |= (0x3 << 4);
    113.  
    114.     // LED1
    115.     vir_led1->MODER &= (~(0x3 << 20));
    116.     vir_led1->MODER |= (0x1 << 20);
    117.     vir_led1->ODR &= (~(0x1 << 10));
    118.  
    119.     // LED2
    120.     vir_led2->MODER &= (~(0x3 << 20));
    121.     vir_led2->MODER |= (0x1 << 20);
    122.     vir_led2->ODR &= (~(0x1 << 10));
    123.  
    124.     // LED3
    125.     vir_led3->MODER &= (~(0x3 << 16));
    126.     vir_led3->MODER |= (0x1 << 16);
    127.     vir_led3->ODR &= (~(0x1 << 8));
    128.  
    129.     printk("寄存器初始化成功\n");
    130.     return 0;
    131. }
    132.  
    133. // 入口函数
    134. static int __init mycdev_init(void)
    135. {
    136.     major = register_chrdev(0, "mychrdev", &fops);
    137.     if (major < 0)
    138.     {
    139.         printk("字符设备驱动注册失败\n");
    140.         return major;
    141.     }
    142.     printk("字符设备驱动注册成功:major=%d\n", major);
    143.  
    144.     // 寄存器映射及初始化
    145.     all_led_init();
    146.  
    147.     // 向上提交目录
    148.     cls = class_create(THIS_MODULE, "mychrdev");
    149.     if (IS_ERR(cls))
    150.     {
    151.         printk("向上提交目录失败\n");
    152.         return -PTR_ERR(cls);
    153.     }
    154.     printk("向上提交目录成功\n");
    155.  
    156.     // 向上提交设备节点信息
    157.     int i;
    158.     for (i = 0; i < 3; i++)
    159.     {
    160.         dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "mychrdev%d", i);
    161.         if (IS_ERR(dev))
    162.         {
    163.             printk("向上提交设备节点信息失败\n");
    164.             return -PTR_ERR(dev);
    165.         }
    166.     }
    167.     printk("向上提交设备节点信息成功\n");
    168.  
    169.     return 0;
    170. }
    171.  
    172. // 出口函数
    173. static void __exit mycdev_exit(void)
    174. {
    175.     // 销毁设备节点信息
    176.     int i;
    177.     for (i = 0; i < 3; i++)
    178.     {
    179.         device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    180.     }
    181.  
    182.     // 销毁目录信息
    183.     class_destroy(cls);
    184.  
    185.     // 取消物理内存的映射
    186.     iounmap(vir_led1);
    187.     iounmap(vir_led2);
    188.     iounmap(vir_rcc);
    189.  
    190.     // 字符设备驱动注销
    191.     unregister_chrdev(major, "mychrdev");
    192. }
    193.  
    194. // 声明
    195. // 入口函数地址
    196. module_init(mycdev_init);
    197. // 出口函数地址
    198. module_exit(mycdev_exit);
    199. // 遵循的GPL协议
    200. MODULE_LICENSE("GPL");
    ---test.c---应用程序测试程序
    1. #include <stdio.h>
    2. #include <sys/types.h>
    3. #include <sys/stat.h>
    4. #include <fcntl.h>
    5. #include <unistd.h>
    6. #include <stdlib.h>
    7. #include <string.h>
    8. #include "head.h"
    9. #include <sys/ioctl.h>
    10.  
    11. int main(int argc, char const *argv[])
    12. {
    13.     int a,b;
    14.     char buf[128] = {0};
    15.     int fd = open("/dev/mychrdev0", O_RDWR);
    16.  
    17.     if (fd < 0)
    18.     {
    19.         printf("设备文件打开失败\n");
    20.         exit(-1);
    21.     }
    22.     while (1)
    23.     {
    24.         printf("请输入对LED灯的控制：1(开灯) 0(关灯)>> ");
    25.         scanf("%d",&a);
    26.         //getchar();
    27.         printf("请输入要控制的灯：1(LED1) 2(LED2) 3(LED3)>> ");
    28.         scanf("%d",&b);
    29.         //getchar();
    30.         
    31.         switch(a)
    32.         {
    33.             case 1:
    34.                 ioctl(fd,LED_ON,&b);  //第三个参数为指针
    35.                 break;
    36.             case 0:
    37.                 ioctl(fd,LED_OFF,&b);
    38.                 break;
    39.         }
    40.     }
    41.  
    42.     close(fd);
    43.  
    44.     return 0;
    45. }

    4.测试现象

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_46260677/article/details/132859076