驱动的认知
Linux一切皆文件：鼠标，键盘，led，flash内存，网卡都是文件
登录树莓哌可以查看：在/dev下。
那么open是如何区分我打开的到底是什么呢？需要驱动吗？
树莓派有很多引脚，都有驱动。比如引脚4驱动，这都需要我们实现，在内核源码添加，比如fd = open ("/dev/pin",权限)，有俩部分：文件名（基于驱动框架不需要文件名）和设备号，用ls -l查看。
- 主设备号和次设备号区别： Linux的设备管理是和文件系统紧密结合的，各种设备都以文件的形式存放在/dev目录下，称为设备文件。应用程序可以打开、关闭和读写这些设备文件，完成对设备的操作，就像操作普通的数据文件一样。为了管理这些设备，系统为设备编了号，每个设备号又分为主设备号和次设备号。主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类型的多个设备。对于常用设备，Linux有约定俗成的编号，如硬盘的主设备号是3。
一个字符设备或者块设备都有一个主设备号和次设备号。主设备号和次设备号统称为设备号。主设备号用来表示一个特定的驱动程序。次设备号用来表示使用该驱动程序的各设备。例如一个嵌入式系统，有两个LED指示灯，LED灯需要独立的打开或者关闭。那么，可以写一个LED灯的字符设备驱动程序，可以将其主设备号注册成5号设备，次设备号分别为1和2。这里，次设备号就分别表示两个LED灯。
例子
open("/dev/pin1",O_RDWR);
调用sys_call，去到vfs虚拟文件系统里的sys_open，去找到引脚1，就对寄存器进行操作。在过程中发生软中断，终端号0x80，代表发生了一次系统调用。sys_call是汇编语言，调用vfs虚拟文件系统，sys_call调用栈，去调用sys open，sys open会去内核驱动链表根据设备名设备号找到相关驱动函数，调用驱动函数里的open，设置的io口引脚的电平。
用户
cp ，ftp 这都属于app的开发，操纵c库，比如操作文件，线程，进程通信等，qt，gtk等
调用：read，write等 由c库封装实现，提供了app支配内核干活的接口↓
内核
进程，线程，网络，设备驱动：wiringPi。
如何自己实现wiringPi：c库一定有，wiringPi不一定
驱动链表：管理所有设备的驱动：添加（编写玩驱动程序，加载到内核），查找（调用驱动程序）由用户空间去open
驱动插入列表的顺序由设备号检索。
我们编程驱动就是添加和调用。
硬件
被上层内核支配，我们在IO口通过寄存器编写代码
如何添加驱动
设备名
设备号
设备驱动函数：操作寄存器驱动IO口
基于框架编写驱动代码
设备驱动框架
IO口属于字符设备目录，在drivers/char/下
//代码基于驱动代码的框架之下
#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
volatile unsigned int* GPFSEL0 = NULL;
volatile unsigned int* GPSET0 = NULL;
volatile unsigned int* GPCLR0 = NULL;
//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
*GPFSEL0 &= ~(0x6 << 12);//将12-14设置为001
*GPFSEL0 |= (0x1 << 12);
return 0;
}
//led_read函数
static ssize_t pin4_read(struct file *file1,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
printk("pin4_read\n");//内核打印函数
return 0;
}
//led_write函数
static ssize_t pin4_write(struct file *file1,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
int Cmd;
printk("pin4_write\n");
copy_from_user(&Cmd,buf,count);//将应用层数据放到Cmd中
if(Cmd == 1){
*GPSET0 |= 0x1 << 4;//将4引脚设置为1
}
else if(Cmd == 0){
*GPCLR0 |= 0x1 << 4;//将4引脚设置为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,
.read = pin4_read,
};
int __init pin4_drv_init(void)
{
int ret;
devno = MKDEV(major,minor); //创建设备号
printk("drive init succeed\n");
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");//dev下自动生成设备
pin4_class_dev =device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name); //创建设备文件
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)
{
iounmap(GPFSEL0);
iounmap(GPSET0);
iounmap (GPCLR0);
device_destroy(pin4_class,devno);
class_destroy(pin4_class);
unregister_chrdev(major, module_name); //卸载驱动
}
module_init(pin4_drv_init); //入口
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
测试代码
#include<stdio.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 == -1){
printf("打开失败\n");
}
scanf("%d",&cmd);
if(cmd == 1)
{
printf("cmd:%d\n",cmd);
}
if(cmd == 0)
{
printf("cmd:%d\n",cmd);
}
write(fd,&cmd,4);
return 0;
}
配置过程
首先需要配置交叉编译工具链。
随后进入/home/lz/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y/drivers/char
配置Makefile
vi Makefile//放在哪里改那里的Makefile
观察hpet.o的编译方式
编译成模块方式
obj-m += pin4drive.o//模块方式
插入，退出。
模块编译
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules
//前面不变 后面无需生成过多文件
测试代码编译
arm-linux-gnueabihf-gcc pin4test.c -o pin4test
发送生成的ko文件以及测试文件到树莓派
scp pin4test pi@192.168.xxx.xx:/home/pi
scp pin4drivers.ko pi@192.168.xx.xx:/home/pi
进入树莓哌——》
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加载内核驱动
查看所有驱动 lsmod
sudo insmod pin4drivers.ko
输入ls /dev/pin4/查看是否生成了pin4
ls /dev/pin4/ -l查看端口号是否与设置的一样
将设备打开权限设置为都可打开
sudo chmod 666 /dev/pin4//666是让所有人都有访问的权限
输入
dmesg///查看内核层界面
查看引脚
gpio readAll
删除驱动模块：sudo rmmod pin4driver