linux驱动开发--一个驱动管理多个设备

 一.通过程序流程管理

二.通过struct file , struct inode

5.问：
struct inode?
struct file?
如果做到一个驱动程序管理多个硬件设备个体，通过次设备号，共享一个主设备号；
答：
struct inode
{
dev_t i_rdev;
struct cdev *icdev;
...
};
作用：
描述一个文件的物理上的信息
如果文件创建，内核为这个文件创建一个inode对象来描述这个文件的物理信息
如果文件销毁，内核也会销毁对应的inode对象；
重要成员：
i_rdev：如果此文件为设备文件，此字段保存设备文件的设备号信息,
驱动可以根据此字段来获取次设备号，通过次设备号来区分各个硬件设备个体；

i_cdev：如果此文件为字符设备文件，那么此字段指向字符设备驱动注册字符设备对象，
例如led_cdev;

struct file
{
const struct file_operations *f_op;
};

作用：
描述一个文件被打开以后的状态属性；
如果文件打开（open），那么内核就会创建一个file对象来描述这个文件打开以后的属性；
如果文件关闭 ( colse )，那么内核也会销毁对应的file对象

重要成员：
f_op: 指向驱动程序注册的硬件操作方法（led_fops）;

问：
struct file_operations中的各个函数的形参有inode指针，有file指针，
这些指针分别指向内核创建的inode对象和file对象，那么通过inode对象的
i_rdev能够获取次设备号，但是对于read,write,unlocked_ioctl的形参没有
inode指针，如何获取次设备号呢？
答：
inode和file存在一定的关系：参考内核源码fbmem.c
struct inode *inode =
file->f_path.dentry->d_inode;


注意：
一个文件仅有一个inode对象，但是可以有多个file对象

案例：

2个LED共享一个驱动，共享一个主设备号，通过次设备号来区分

明确：
2个LED设备
设备文件分别是/dev/myled1和/dev/myled2
主设备号共享：
次设备号分别是：0 和 1，个数为2
硬件设备个数为2；
cdev对象共享
file_operations操作函数也共享；

注意：通过次设备号区分

实施步骤：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h> //struct file_operations
#include <linux/cdev.h> //struct cdev + 设备号
#include <asm/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <linux/uaccess.h> //copy_to_user
#include <linux/device.h>

//声明描述LED硬件相关的数据结构
struct led_resource {
    char *name;
    int gpio;
};

//定义初始化LED硬件信息
static struct led_resource led_info[] = {
    [0] = {
        .name = "LED1",
        .gpio = S5PV210_GPC0(3)
    },
    [1] = {
        .name = "LED2",
        .gpio = S5PV210_GPC0(4)
    }
};

//定义设备号
static dev_t dev;

//定义字符设备对象
static struct cdev led_cdev;

//定义设备类指针
static struct class *cls;

#define LED_ON  0x100001 //开灯命令
#define LED_OFF 0x100002 //关灯命令

static long led_ioctl(struct file *file,
                        unsigned int cmd,
                        unsigned long arg)
{
    //获取inode对象
    struct inode *inode =
                    file->f_path.dentry->d_inode;
    //获取次设备号
    int minor = MINOR(inode->i_rdev);

    //解析处理用户命令
    switch(cmd) {
        case LED_ON:
            gpio_set_value(led_info[minor].gpio, 1);
            printk("%s:第%d个灯被打开！\n", __func__, minor+1);
            break;
        case LED_OFF:
            gpio_set_value(led_info[minor].gpio, 0);
            printk("%s:第%d个灯被关闭！\n", __func__, minor+1);
            break;
        default:
            return -1;
    }
    return 0; //成功返回0，失败返回-1
}

//定义初始化硬件操作方法
static struct file_operations led_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl = led_ioctl //向设备发送命令和完成读写
};

static int led_init(void)
{
    int i;
    //申请设备号
    alloc_chrdev_region(&dev, 0, 2, "tarena");
    
    //初始化字符设备对象
    cdev_init(&led_cdev, &led_fops);
    
    //注册字符设备对象到内核
    cdev_add(&led_cdev, dev, 2);
    
    //申请GPIO资源和配置GPIO为输出口，输出0(省电)
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
        gpio_request(led_info[i].gpio, led_info[i].name); 
        gpio_direction_output(led_info[i].gpio, 0);
    }

    //创建设备类（长树枝）
    cls = class_create(THIS_MODULE, "tarena");
    //创建设备文件
    device_create(cls, NULL, MKDEV(MAJOR(dev), 0), NULL, "myled1");
    device_create(cls, NULL, MKDEV(MAJOR(dev), 1), NULL, "myled2");
    return 0;
}

static void led_exit(void)
{
    int i;
    //删除设备文件
    device_destroy(cls, MKDEV(MAJOR(dev), 0));
    device_destroy(cls, MKDEV(MAJOR(dev), 1));
    class_destroy(cls);

    //输出0，释放GPIO资源
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
        gpio_set_value(led_info[i].gpio, 0);
        gpio_free(led_info[i].gpio);
    }
    //卸载字符设备对象
    cdev_del(&led_cdev);
    //释放设备号
    unregister_chrdev_region(dev, 2);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define LED_ON  0x100001
#define LED_OFF 0x100002

int main(void)
{
    int fd1;
    int fd2;

    //打开设备
    //open->....->调用led_open
    fd1 = open("/dev/myled1", O_RDWR);
    if (fd1 < 0) {
        printf("打开设备失败!\n");
        return -1;
    }
    fd2 = open("/dev/myled2", O_RDWR);
    if (fd2 < 0) {
        printf("打开设备失败!\n");
        return -1;
    }
    
    while (1) {
        ioctl(fd1, LED_ON);
        sleep(1);
        ioctl(fd2, LED_ON);
        sleep(1);
        ioctl(fd1, LED_OFF);
        sleep(1);
        ioctl(fd2, LED_OFF);
        sleep(1);
    }
    //关闭设备
    //close->...->调用led_close
    close(fd1);
    close(fd2);
    return 0;
}