Linux內核混雜設備驅動

1.linux內核混雜設備驅動

1.1混雜設備驅動特點:

本質上還是一類字符設備，在驅動軟件上，混雜設備的主設備號已經由內核指定主設備號爲10；
各個混雜設備個體通過次設備號來區分；

1.2linux內核描述混雜設備的數據結構

struct miscdevice
{
int minor;
int name;
const struct file_operatiions *fops;
...
};
作用：描述混雜設備
成員：
minor：混雜設備對應的次設備號，切記主設備號
由內核指定爲10，一般指定爲宏MISC_DYNAMIC_MINOR,
表明讓內核來幫你分配一個次設備號
name：設備文件名，並且設備文件由內核自動幫你創建
fops：指向混雜設備的硬件操作方法

1.3實現一個混雜設備驅動的編程步驟：

1.定義初始化混雜設備對象
struct miscdevice led_misc =
{
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = “myled”,
.fops = &led_fops,
};
2.向內核註冊混雜設備對象，一旦註冊完畢，內核就有一個真是的混雜設備驅動
misc_register (&led_misc);
3.從內核卸載混雜設備對象
misc_deregister(&led_misc);

案例：

利用混雜設備編程思想來實現LED驅動

 實施步驟：
1.mkdir /opt/drivers/day05/2.0
2.cd /opt/drivers/day05/2.0
3.vim led_drv.c
4.vim led_test.c
5.vim Makefile
6.make
7.arm-linux-gcc -o led_test led_test.c
8.cp led_test led_drv.ko /opt/rootfs

ARM:
1.insmod led_drv.ko
2.ls /dev/myled -lh //查看主，次設備號的信息
3../led_test

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h> //struct miscdevice
#include <linux/fs.h> //strcut file_operations
#include <asm/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <linux/uaccess.h> //copy_*

//聲明描述LED硬件相關的數據結構
struct led_resource {
    int gpio;
    char *name;
};
//定義初始化LED硬件信息
static struct led_resource led_info[] = {
    [0] = {
        .gpio = S5PV210_GPC0(3),
        .name = "LED1"
    },
    [1] = {
        .gpio = S5PV210_GPC0(4),
        .name = "LED2"
    }
};

//定義開關命令字
#define LED_ON  0x100001
#define LED_OFF 0x100002

static long led_ioctl(struct file *file,
                        unsigned int cmd,
                        unsigned long arg)
{
    //定義內核緩衝區，保存用戶要操作燈的編號
    int kindex;

    //拷貝用戶數據到內核
    copy_from_user(&kindex, (int *)arg, sizeof(kindex));
    
    //解析用戶命令，操作硬件
    switch(cmd) {
        case LED_ON:
            gpio_set_value(led_info[kindex - 1].gpio, 1);
            break;
        case LED_OFF:
            gpio_set_value(led_info[kindex - 1].gpio, 0);
            break;
    }
    return 0;
}

//定義初始化硬件操作的方法
static struct file_operations led_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl = led_ioctl //發送命令 
};

//定義初始化混雜設備對象
static struct miscdevice led_misc = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, //內核分配次設備號
    .name = "myled", //設備文件名，內核自動創建/dev/myled
    .fops = &led_fops //混雜設備對象具有的硬件操作方法
};

static int led_init(void)
{
    int i;
    //註冊混雜設備對象到內核
    misc_register(&led_misc);
    //申請GPIO，配置GPIO爲輸出，輸出0
    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);
    }
    return 0;
}

static void led_exit(void)
{
    int i;
    //輸出0，釋放GPIO資源
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
        gpio_set_value(led_info[i].gpio, 0);
        gpio_free(led_info[i].gpio);
    }
    //卸載混雜設備對象
    misc_deregister(&led_misc);
}
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 fd;
    int uindex; //用戶緩衝區

    //打開設備
    //open->....->調用led_open
    fd = open("/dev/myled", O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        printf("打開設備失敗!\n");
        return -1;
    }
    
    //write->...->調用led_write
    while (1) {
        uindex = 1;
        ioctl(fd, LED_ON, &uindex);
        sleep(1);
        uindex = 2;
        ioctl(fd, LED_ON, &uindex);
        sleep(1);
        uindex = 1;
        ioctl(fd, LED_OFF, &uindex);
        sleep(1);
        uindex = 2;
        ioctl(fd, LED_OFF, &uindex);
        sleep(1);
    }
    //關閉設備
    //close->...->調用led_close
    close(fd);
    return 0;
}