GPIO子系统编写LED灯的驱动、linux内核定时器

news2025/11/1 1:00:23

一、GPIO子系统

1.概念：

一个芯片厂商生产出芯片后会给linux提供一个当前芯片中gpio外设的驱动，我们当前只需要调用对应的厂商驱动即可完成硬件的控制。而linux内核源码中的gpio厂商驱动有很多，这里linux内核对厂商驱动做了一些封装，提供了一系列的API，我们在自己编写的设备驱动中只需要调用这些API即可访问对应的厂商驱动，进而完成GPIO的控制

2.API

添加LED的设备树节点

myled

{

        led1-gpio=<&gpioe 10 0>;//10表示使用的gpioe第几个管脚 0，表示gpio默认属性

        led2-gpio=<&gpiof 10 0>;

        led3-gpio=<&gpioe 8 0>;

};

或者

myled{ led-gpios=<&gpioe 10 0>,<&gpiof 10 0>,<&gpioe 8 0>; };

执行make dtbs编译设备树，将编译生成的设备树镜像拷贝到~/tftpboot目录下，重启开发板

1）解析GPIO相关的设备树节点

        struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path)

2）根据解析的GPIO相关节点信息获取GPIO编号

        #include<linux/of_gpio.h>

         int of_get_named_gpio(struct device_node *np（设备树节点指针）,const char *propname（gpio编号信息对应的键名）, int index（属性键值对中的索引号）)

3）向内核申请要使用的GPIO编号

        #include<linux/gpio.h>

        int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

4）将gpio编号对应的gpio管脚设置为输出

        int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

5）设置gpio编号对应的gpio管脚 输出高低电平

        void gpio_set_value(unsigned gpio, int value)

6）获取gpio编号对应到的GPIO引脚状态值

        int gpio_get_value(unsigned gpio)

7）释放GPIO编号

        void gpio_free(unsigned gpio)

3.新版API

核心不再是GPIO编号，而是GPIO对象

1）在设备树节点中解析出GPIO对象，并向内核申请

struct gpio_desc *gpiod_get_from_of_node(struct device_node *node,

                        const char *propname, int index, enum gpiod_flags dflags, const char *label)

2）int gpiod_direction_output(struct gpio_desc *desc, int value)

     int gpiod_direction_input(struct gpio_desc *desc)

     void gpiod_set_value(struct gpio_desc *desc, int value)

     int gpiod_get_value(const struct gpio_desc *desc)

     void gpiod_put(struct gpio_desc *desc)//释放gpi对象指针

二、linux内核定时器

定时时间到达之后可以执行当前的定时器处理函数

1..jiffies

        内核中用于保存内核节拍数的一个变量。它的值从内核启动开始就不断从0开始增加。

2.内核频率

        内核节拍数一秒钟增加的数量被称为内核的频率，内核的频率在内核顶层目录下的.config文件中被设置

3.定时器启用相关的API

1）分配定时器对象

        struct timer_list mytimer;

2）初始化定时器对象

        void timer_setup(struct timer_list *timer, void (*func)(struct timer_list *), unsigned int flags);

3）注册定时器对象并启用定时器

       void add_timer(struct timer_list *timer) 

4）再次启用定时器

        int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)

5）注销定时器对象

        int del_timer(struct timer_list *timer)

三、任务

GPIO子系统编写LED灯的驱动（使用新版API）

head.h

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__ 
//构建LED开关功能码，添加ioctl第三个参数
#define LED_ON _IO('l',1)
#define LED_OFF _IO('l',0)
#endif

myled.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/timer.h>
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/device.h>
#include<linux/uaccess.h>
#include<linux/slab.h>
#include<linux/io.h>
#include"head.h"
struct cdev* cdev;
unsigned int major=0;
unsigned int minor=0;
dev_t devno;
module_param(major,uint,0664);
struct class* cls;
struct device* dev;
struct device_node *dnode;
struct gpio_desc* gpiono1;
struct gpio_desc* gpiono2;
struct gpio_desc* gpiono3;
//封装操作的方法
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    int min=MINOR(inode->i_rdev);
    file->private_data=(void *)min;
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}
long mydev_ioctl(struct file* file,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
    int min=(int)file->private_data;
    switch(min)
    {
        case 0:
            switch(cmd)
            {
                case LED_ON:  //开灯
                    gpiod_set_value(gpiono1,1);
                    break;
                case LED_OFF: //关灯
                    gpiod_set_value(gpiono1,0);
                    break;
            }
            break;
        case 1:
            switch(cmd)
            {
                case LED_ON:  //开灯
                   gpiod_set_value(gpiono2,1);
                    break;
                case LED_OFF: //关灯
                    gpiod_set_value(gpiono2,0);
                    break;
            }
            break;
        case 2:
            switch(cmd)
            {
                case LED_ON:  //开灯
                   gpiod_set_value(gpiono3,1);
                    break;
                case LED_OFF: //关灯
                    gpiod_set_value(gpiono3,0);
                    break;
            }
            break;

    }
       return 0;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    return 0;
}

//定义操作方法结构体变量并赋值
struct file_operations fops={

    .open=mycdev_open,
    .unlocked_ioctl=mydev_ioctl,
    .release=mycdev_close,
};
static int __init mycdev_init(void)
{
    int ret;
    //为字符设备驱动对象申请空间
    cdev=cdev_alloc();
    if(cdev==NULL)
    {
        printk("字符设备驱动对象申请空间失败\n");
        ret=-EFAULT;
        goto out1;
    }
    printk("申请对象空间成功\n");
    //初始化字符设备驱动对象
    cdev_init(cdev,&fops);
    //申请设备号
    if(major>0)//静态指定设备号
    {
        ret=register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("静态申请设备号失败\n");
            goto out2;
        }
    }
    else if(major==0)//动态申请设备号
    {
        ret=alloc_chrdev_region(&devno,minor,3,"myled");
        if(ret)
        {
            printk("动态申请设备号失败\n");
            goto out2;
        }
        major=MAJOR(devno);//获取主设备号
        minor=MINOR(devno);//获取次设备号

    }
    printk("申请设备号成功\n");
    //注册字符设备驱动对象
    ret=cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),3);
    if(ret)
    {
        printk("注册字符设备驱动对象失败\n");
        goto out3;
    }
    printk("注册字符设备驱动对象成功\n");
   
   //向上提交目录信息
    cls=class_create(THIS_MODULE,"myled");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败\n");
        ret=-PTR_ERR(cls);
        goto out4;
    }
    printk("向上提交目录成功\n");
    //向上提交设备节点信息
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"myled%d",i);
        if(IS_ERR(dev))
        {
            printk("向上提交设备节点信息失败\n");
            ret=-PTR_ERR(dev);
            goto out5;
        }
    }
    printk("向上提交设备信息成功\n");

    dnode=of_find_node_by_path("/myled");
    if(dnode==NULL) 
    {
        printk("解析设备树节点失败\n");
        return -ENXIO;
    }
    printk("解析GPIO信息成功\n");

    //申请gpio对象
            gpiono1=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led1-gpio",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);
            if(IS_ERR(gpiono1))
            {
                 printk("申请gpio对象失败\n");
                 return -ENXIO;
            }
            printk("申请led1-gpio信息对象成功\n");
     
            gpiono2=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led2-gpio",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);
            if(IS_ERR(gpiono2))
            {
                 printk("申请gpio对象失败\n");
                 return -ENXIO;
            }
            printk("申请led2-gpio信息对象成功\n");
           
            gpiono3=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led3-gpio",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);
            if(IS_ERR(gpiono3))
            {
                 printk("申请gpio对象失败\n");
                 return -ENXIO;
            }
            printk("申请led3-gpio信息对象成功\n");
    return 0;
out5:
    //释放前一次提交成功的设备信息
    for(--i;i>=0;i--)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    class_destroy(cls);//释放目录
out4:
    cdev_del(cdev);
out3:
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
out2:
    kfree(cdev);
out1:
    return ret;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    //灭灯
    gpiod_set_value(gpiono1,0);
    gpiod_set_value(gpiono2,0);
    gpiod_set_value(gpiono3,0);
    //释放gpio编号
    gpiod_put(gpiono1);
    gpiod_put(gpiono2);
    gpiod_put(gpiono3);
    //释放节点信息
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    }
    //销毁目录
    class_destroy(cls);
    //注销驱动对象
    cdev_del(cdev);
    //释放设备号
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
    //释放对象空间
    kfree(cdev);
                                                                                                                                                 

}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

proc.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "head.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
	char buf[128] = "";
	int a;
	int fd;
	while (1)
	{
	printf("请选择要打开的灯(1,2,3)\n");
	scanf(" %d", &a);
	switch (a)
	{
	case 1:
		fd = open("/dev/myled0", O_RDWR);
		if (fd < 0)
		{
			printf("设备文件打开失败\n");
			exit(-1);
		}
		printf("打开文件myled0成功\n");
		break;
	case 2:
		fd = open("/dev/myled1", O_RDWR);
		if (fd < 0)
		{
			printf("设备文件打开失败\n");
			exit(-1);
		}
		printf("打开文件myled1成功\n");
		break;
	case 3:
		fd = open("/dev/myled2", O_RDWR);
		if (fd < 0)
		{
			printf("设备文件打开失败\n");
			exit(-1);
		}
		printf("打开文件myled2成功\n");
		break;
		default:
			printf("请输入范围内的数\n");
	}
	
		int b;
		printf("请开灯关灯(0/1)\n");
		scanf(" %d",&b);
		switch(b)
		{
			case 1:
				ioctl(fd,LED_ON);
				break;
			case 0:
				ioctl(fd,LED_OFF);
				break;
			default:
				printf("请输入'0'或'1'\n");
		}
		
	}
	close(fd);
	printf("关闭文件\n");		
	return 0;
}

测试过程：

make arch=arm modname=myled

arm-linux-gnueabihf-gcc proc.c

 cp a.out ~/nfs/rootfs

cp myled.ko ~/nfs/rootfs

insmod myled.ko 

 ./a.out 

 rmmod myled3

测试现象：

linux内核定时器实例代码

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/timer.h>
struct device_node *dnode;
struct gpio_desc* gpiono;
//分配定时器对象
struct timer_list mytimer;
//设置一个定时器处理函数
void mytimer_func(struct timer_list* timer)
{
    //LED1一秒亮一秒灭
    gpiod_set_value(gpiono,!gpiod_get_value(gpiono));
    //再次启动定时器
    mod_timer(timer,jiffies+HZ); 

}
static int __init mycdev_init(void)
{
    dnode=of_find_node_by_path("/myled");
    if(dnode==NULL) 
    {
        printk("解析设备树节点失败\n");
        return -ENXIO;
    }
    printk("解析GPIO信息成功\n");

    //申请gpio对象
    gpiono=gpiod_get_from_of_node(dnode,"led1-gpio",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);
    if(IS_ERR(gpiono))
    {
        printk("申请gpio对象失败\n");
        return -ENXIO;
    }
    printk("申请gpio信息对象成功\n");

    //初始化定时器对象
    timer_setup(&mytimer,mytimer_func,0);
    mytimer.expires=jiffies+HZ;
    //注册定时器
    add_timer(&mytimer);

    return 0;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    //注销定时器
    del_timer(&mytimer);
    //灭灯
    gpiod_set_value(gpiono,0);
    //释放gpio编号
    gpiod_put(gpiono);

}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1020502.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

基于Java的大学生心理健康答题小程序设计与实现（亮点：选题新颖、可以发布试卷设置题目、自动判卷、上传答案、答案解析）

基于Java的大学生心理健康答题小程序设计与实现（亮点：选题新颖、可以发布试卷设置题目、自动判卷、上传答案、答案解析）

校园点餐小程序 一、前言二、我的优势2.1 自己的网站2.2 自己的小程序&#xff08;小蔡coding&#xff09;2.3 有保障的售后2.4 福利 三、开发环境与技术3.1 MySQL数据库3.2 Vue前端技术3.3 Spring Boot框架3.4 微信小程序 四、功能设计4.1 主要功能描述 五、系统主要功能5.1 登…
阅读更多...
python-字符串去掉空格的常见方法

python-字符串去掉空格的常见方法

python提供了去掉字符串空格的方法&#xff0c;可以满足大部分需求。 但在实际应用中&#xff0c;还需要灵活借助python其他方法&#xff0c;来实现字符串空格的删除。 比如&#xff0c;去掉字符串的全部空格、字符串连续空格保留一个等&#xff0c;都需要结合其他的方法来实现…
阅读更多...
【kafka】mac环境安装kafka

【kafka】mac环境安装kafka

生产中使用到的中间件使用心得记录&#xff0c;感兴趣可以关注我一起学习&#xff5e; 环境&#xff1a; 硬件&#xff1a;mac 软件&#xff1a;kafka v3.0.0 安装步骤&#xff1a; 终端安装&#xff1a; 通过brew安装&#xff0c;会默认直接安装最新的版本 步骤1&#xf…
阅读更多...
Android StringFog 字符串自动加密

Android StringFog 字符串自动加密

一、StringFog 作用 一款自动对dex/aar/jar文件中的字符串进行加密Android插件工具&#xff0c;正如名字所言&#xff0c;给字符串加上一层雾霭&#xff0c;使人难以窥视其真面目。可以用于增加反编译难度&#xff0c;防止字符串代码重复。 支持java/kotlin。支持app打包生成…
阅读更多...
【JDK 8-函数式编程】4.6 方法引用与构造函数引用

【JDK 8-函数式编程】4.6 方法引用与构造函数引用

一、 方法引用与构造函数引用 1. 说明 2. 语法: 二、静态方法 三、实例方法 四、构造函数 4.1 单个参数 4.2 2个参数 五、执行结果 一、 方法引用与构造函数引用 以前调用&#xff1a;对象.方法名、类名.方法名 jdk1.8提供了另外一种调用方式 :: 1. 说明 用来直接访…
阅读更多...
子网的划分

子网的划分

强化计算机网络发现王道没有这一块的内容&#xff0c;导致做题稀里糊涂。于是个人调研补充。 子网划分是将一个大型IP网络划分成更小的子网&#xff0c;以实现更有效的网络管理和资源分配。 原因&#xff1a; 提高网络性能&#xff1a;子网划分可以减少广播域的大小&#xff…
阅读更多...
靶场练习——SDcms文件上传漏洞靶场

靶场练习——SDcms文件上传漏洞靶场

文章目录 前言一、寻找网站后台页面1、点击请登录&#xff0c;查看URL2、修改URL参数&#xff0c;找到后台登录页面 二、登录后台管理系统1、不能使用爆破2、使用弱口令登录 三、寻找文件上传点四、上传文件操作1、上传普通的图片文件&#xff0c;查看数据包2、尝试上传PHP文件…
阅读更多...
Mysql----锁

Mysql----锁

文章目录 锁 概述 全局锁全局锁 概述全局锁 操作表级锁表级锁 表锁表级锁 元数据锁表级锁 意向锁行级锁行级锁 行锁行级锁 间隙锁&临键锁 锁 概述 是什么 是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。 意义 在数据库中&#xff0c;数据是一种供许多用户共享的…
阅读更多...
C/C++计算分数的浮点数值 2019年12月电子学会青少年软件编程（C/C++）等级考试一级真题答案解析

C/C++计算分数的浮点数值 2019年12月电子学会青少年软件编程（C/C++）等级考试一级真题答案解析

目录 C/C计算分数的浮点数值 一、题目要求 1、编程实现 2、输入输出 二、解题思路 1、案例分析 三、程序代码 四、程序说明 五、运行结果 六、考点分析 C/C计算分数的浮点数值 2019年12月 C/C编程等级考试一级编程题 一、题目要求 1、编程实现 两个整数a和b分别作…
阅读更多...
每日一题 337. 打家劫舍 III

每日一题 337. 打家劫舍 III

难度&#xff1a;中等 整体思路相当于是前两天的方法倒过来&#xff0c;毕竟二叉树最常用的解法就是递归倒推 对于每一颗子树&#xff0c;他必定有一种最大的盗取方法&#xff0c;但是只有它的 root 的盗取情况才会影响到 root 的父节点&#xff0c;即如果收益最大的盗取方法…
阅读更多...
【TCP】滑动窗口、流量控制 以及拥塞控制

【TCP】滑动窗口、流量控制 以及拥塞控制

滑动窗口、流量控制 以及拥塞控制 1. 滑动窗口&#xff08;效率机制&#xff09;2. 流量控制&#xff08;安全机制&#xff09;3. 拥塞控制&#xff08;安全机制&#xff09; 1. 滑动窗口&#xff08;效率机制&#xff09; TCP 使用 确认应答 策略&#xff0c;对每一个发送的数…
阅读更多...
机器学习第七课--情感分析系统

机器学习第七课--情感分析系统

分词 分词是最基本的第一步。无论对于英文文本&#xff0c;还是中文文本都离不开分词。英文的分词相对比较简单&#xff0c;因为一般的英文写法里通过空格来隔开不同单词的。但对于中文&#xff0c;我们不得不采用一些算法去做分词。 常用的分词工具 # encodingutf-8 import …
阅读更多...
Linux C 多线程

Linux C 多线程

为什么会有线程? ————————>>>> 进程实现多任务的缺点&#xff1a; 进程间切换的计算机资源开销很大&#xff0c;切换效率非常低进程间数据共享的开销也很大 线程和进程的关系 线程是进程的一个执行单元&#xff0c;是进程内的调度实体。比进程…
阅读更多...
应用：使用#todo标签，清理未完成笔记 | Obsidian实践

应用：使用#todo标签，清理未完成笔记 | Obsidian实践

各位【见睿思齐】的朋友&#xff0c;好久不见。断更了这么久&#xff0c;非常抱歉。起初是因为家里出了些事情&#xff0c;不得不断更了一段时间&#xff1b;后来是因为断更太久&#xff0c;找不回写作的感觉&#xff0c;于是又断更了更久的时间……总之是太不应该。最近读了一…
阅读更多...
ESLint+Prettier+VSCode编程规范

ESLint+Prettier+VSCode编程规范

编程规范 ESLintPrettierESLint和Prettier配合解决代码格式化问题1. 在VSCode搜索Prettier插件安装2. 创建prettier配置文件3. 在VSCode中设置3.1 找到左下角设置图标&#xff0c;点击设置3.2 但是对VSCode 而言&#xff0c;默认一个 tab 等于 4 个空格&#xff0c;而 ESLint 希…
阅读更多...
【Hierarchical Coverage Path Planning in Complex 3D Environments】

【Hierarchical Coverage Path Planning in Complex 3D Environments】

Hierarchical Coverage Path Planning in Complex 3D Environments 复杂三维环境下的分层覆盖路径规划 视点采样全局TSP 算法分两层&#xff0c;一层高级一层低级&#xff1a; 高层算法将环境分离多个子空间&#xff0c;如果给定体积中有大量的结构&#xff0c;则空间会进一步细…
阅读更多...
基于PyTorch搭建FasterRCNN实现目标检测

基于PyTorch搭建FasterRCNN实现目标检测

基于PyTorch搭建FasterRCNN实现目标检测 1. 图像分类 vs. 目标检测 图像分类是一个我们为输入图像分配类标签的问题。例如&#xff0c;给定猫的输入图像&#xff0c;图像分类算法的输出是标签“猫”。 在目标检测中&#xff0c;我们不仅对输入图像中存在的对象感兴趣。我们还…
阅读更多...
软件工程之总体设计

软件工程之总体设计

总体设计是软件工程中的一个重要阶段&#xff0c;它关注整个系统的结构和组织&#xff0c;旨在将系统需求转化为可执行的软件解决方案。总体设计决定了系统的架构、模块划分、功能组织以及数据流和控制流等关键方面。 可行性研究 具体方面&#xff1a;经济可行性、技术可行性…
阅读更多...
如何正确安装滚珠螺杆螺母？

如何正确安装滚珠螺杆螺母？

在安装滚珠螺母时&#xff0c;相信很多人都遇到过装反这个问题&#xff0c;滚珠螺杆螺母是通过高精度的加工和配合实现传递转矩和运动的&#xff0c;如果将滚珠螺杆螺母反过来装&#xff0c;会导致导向槽和调整垫片位置不正确&#xff0c;使得整个螺杆系统的传动精度降低&#…
阅读更多...
sketch for Mac快捷键大全

sketch for Mac快捷键大全

你可以在sketch中使用键盘快捷键来加快你的设计过程。要使用键盘快捷键&#xff0c;请同时按下下列列表的所有键。有些命令只能根据你在做什么或者你选择了什么才启用&#xff0c;所有把命令分成了下列不同的部分。 sketch下载地址&#xff1a;sketch 破解-Sketch for mac(专业…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023