今天群里有人問(wèn)，要開始驅(qū)動(dòng)開發(fā)的話從什么開始比較好。

我說(shuō)，應(yīng)該開始去摸索觸摸屏驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在我想了下，觸摸屏驅(qū)動(dòng)可能會(huì)難了些，但是從一個(gè)GPIO開始，我覺(jué)得一定是一件很容易的事情。

所以這篇文章就來(lái)了。

大家好，這是我的朋友逸珺。

首先說(shuō)聲抱歉，最近迷上釣魚了，有時(shí)候晚上出去夜釣大板鯽了，停更了一段時(shí)間。來(lái)幾張魚獲圖片：

技術(shù)還是不太到家，遇到幾次大鯉魚都給溜了，心有不甘，所以最近花了比較多的時(shí)間。

言歸正傳，今天來(lái)分享一下以前寫一個(gè)中斷輸入設(shè)備驅(qū)動(dòng)案例，希望對(duì)有需要的朋友能有所幫助。

背景介紹

在一個(gè)項(xiàng)目中，有這樣一個(gè)需求：

主控芯片采用ZYNQ，需要采集外部一個(gè)脈沖編碼輸入信號(hào)，這個(gè)信號(hào)是一個(gè)脈沖波形，脈沖數(shù)量代表測(cè)量結(jié)果。比如這有可能是一個(gè)電機(jī)的霍爾信號(hào)輸出，代表電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也有可能是一個(gè)光柵編碼器的脈沖輸出，是什么并不重要。

這個(gè)電路本身，利用光耦實(shí)現(xiàn)了輸入測(cè)設(shè)備信號(hào)與采集端的電氣隔離。由于PS端該Bank的電平為3.3V，所以光耦的另一側(cè)也是3.3V。

ZYNQ的PS端運(yùn)行Linux程序，所以在這個(gè)場(chǎng)景下，要從應(yīng)用程序的角度將外部輸入信號(hào)用起來(lái)，就需要實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：

創(chuàng)建設(shè)備

在ZYNQ下，使用petalinux工具鏈，當(dāng)然本文中對(duì)于寫這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序本身?yè)Q成其他的處理器從代碼的角度是類似的。

1.先運(yùn)行一下工具鏈環(huán)境變量腳本：

source?/opt/pkg/petalinux/settings.sh

當(dāng)然也可以不用手動(dòng)這樣運(yùn)行，設(shè)置成linux開發(fā)主機(jī)開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，這里就不贅述怎么設(shè)置了，網(wǎng)上很多介紹。

2.創(chuàng)建設(shè)備

petalinux-create?-t?modules?--name?di-drv

這樣在現(xiàn)有的工程下，就自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備文件：

./project-spec/meta-user/recipes-modules/di-drv/files/di-drv.c

修改設(shè)備樹

./project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi?

中添加

/include/?"system-conf.dtsi" /?{???amba?{pinctrl_di_default:?di-default?{???mux?{???groups?=?"gpio0_0_grp";???function?=?"gpio0";???};???conf?{???pins?=?"MIO0";???io-standard?=?<1>;???bias-high-impedance;???slew-rate?=?<0>;???};???};???????????};di?{compatible?=?"di-drv";pinctrl-names?=?"default";pinctrl-0?=?<&pinctrl_di_default>;di-gpios?=?<&gpio0?0?0>;???};?????? };

本文中，假定使用的IO引腳為PS_MIO0。

驅(qū)動(dòng)代碼

修改上面生成的代碼di-drv.c

#include?<linux/module.h>?? #include?<linux/kernel.h> #include?<linux/init.h>?? #include?<linux/ide.h>?? #include?<linux/types.h>?? #include?<linux/errno.h> #include?<linux/cdev.h> #include?<linux/of.h> #include?<linux/of_address.h> #include?<linux/of_gpio.h> #include?<linux/device.h> #include?<linux/delay.h> #include?<linux/init.h> #include?<linux/gpio.h> #include?<linux/semaphore.h> #include?<linux/timer.h> #include?<linux/of_irq.h> #include?<linux/irq.h> #include?<asm/uaccess.h> #include?<asm/mach/map.h> #include?<asm/io.h>/*?設(shè)備節(jié)點(diǎn)名稱?*/?? #define?DEVICE_NAME???????"di-drv" /*?設(shè)備號(hào)個(gè)數(shù)?*/?? #define?DEVID_COUNT???????1 /*?驅(qū)動(dòng)個(gè)數(shù)?*/?? #define?DRIVE_COUNT???????1 /*?主設(shè)備號(hào)?*/ #define?MAJOR_U /*?次設(shè)備號(hào)?*/ #define?MINOR_U???????????0struct?di_dev?{/*?字符設(shè)備框架?*/dev_t???????? devid;?//設(shè)備號(hào)struct?cdev?????cdev;??//字符設(shè)備struct?class????*class;??//類struct?device??? *device;?//設(shè)備struct?device_node?*nd;???//設(shè)備樹的設(shè)備節(jié)點(diǎn)spinlock_t??????lock;?//自旋鎖變量int??????????di_gpio;?//DI?gpio號(hào)__u32?????????di_pulses;//DI?counter????unsigned?int?????di_irq;?//DI?中斷號(hào) };static?struct?di_dev?di_char?=?{.cdev?=?{.owner?=?THIS_MODULE,}, };/*?中斷服務(wù)函數(shù)?*/ static?irqreturn_t?di_handler(int?irq,?void?*dev) {di_char.di_pulses++;return?IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); }/*?open函數(shù)實(shí)現(xiàn),?對(duì)應(yīng)到Linux系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的open函數(shù)?*/?? static?int?di_drv_open(struct?inode?*inode_p,?struct?file?*file_p)?? {??printk("di_drv?module?opened\n");??file_p->private_data?=?&di_char;?return?0;?? }??/*?read函數(shù)實(shí)現(xiàn),?對(duì)應(yīng)到Linux系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的read操作?*/?? static?ssize_t?di_drv_read(struct?file?*file_p,?char?__user?*buf,?size_t?len,?loff_t?*loff_t_p)?? {??unsigned?long?flags;int?ret;union?e_int_conv{__u8??buf[8];__u32?di_raw;};??/*?獲取鎖?*/spin_lock_irqsave(&di_char.lock,?flags);union?e_int_conv?di;di.di_raw.di?=?di_char.di_pulses;ret??=?copy_to_user(buf,?di.buf,?8);/*?釋放鎖?*/spin_unlock_irqrestore(&di_char.lock,?flags);return?ret???ret?:?4; }??/*?release函數(shù)實(shí)現(xiàn),?對(duì)應(yīng)到Linux系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的close函數(shù)?*/?? static?int?di_drv_release(struct?inode?*inode_p,?struct?file?*file_p)?? {??printk("di_drv?module?release\n");return?0;?? }??/*?file_operations結(jié)構(gòu)體聲明?*/?? static?struct?file_operations?di_fops?=?{??.owner???=?THIS_MODULE,??.open???=?di_drv_open,??.read?? =?di_drv_read,?????.release?=?di_drv_release,??? };??/*?模塊加載時(shí)會(huì)調(diào)用的函數(shù)?*/?? static?int?__init?di_drv_init(void)?? {u32?ret?=?0;/*?初始化自旋鎖?*/spin_lock_init(&di_char.lock);/**?gpio框架?**/???/*?獲取設(shè)備節(jié)點(diǎn)?*/di_char.nd?=?of_find_node_by_path("/di");if(di_char.nd?==?NULL){printk("di?node?not?foundr\r\n");return?-EINVAL;}/*?獲取節(jié)點(diǎn)中g(shù)pio標(biāo)號(hào)?*/di_char.di_gpio?=?of_get_named_gpio(di_char.nd,?"di-gpios",?0);if(di_char.di_gpio?<?0){printk("Failed?to?get?di-gpios?from?device?tree\r\n");return?-EINVAL;}printk("di-gpio?num?=?%d\r\n",?di_char.di_gpio);/*?申請(qǐng)gpio標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的引腳?*/ret?=?gpio_request(di_char.di_gpio,?"di-drv");if(ret?!=?0){printk("Failed?to?request?di_gpio\r\n");return?-EINVAL;}/*?把這個(gè)io設(shè)置為輸入?*/ret?=?gpio_direction_input(di_char.di_gpio);if(ret?<?0){printk("Failed?to?set?di_gpio?as?input\r\n");return?-EINVAL;}/*?獲取中斷號(hào)?*/di_char.di_irq?=?gpio_to_irq(di_char.di_gpio);printk("di_irq?number?is?%d?\r\n",?di_char.di_irq);/*?申請(qǐng)中斷?*/ret?=?request_irq(di_char.di_irq,di_handler,IRQF_TRIGGER_FALLING?|?IRQF_TRIGGER_RISING,"di-drv",?NULL);if(ret?<?0){printk("di_irq?%d?request?failed\r\n",?di_char.di_irq);return?-EFAULT;}????/*?注冊(cè)設(shè)備號(hào)?*/alloc_chrdev_region(&di_char.devid,?MINOR_U,?DEVID_COUNT,?DEVICE_NAME);/*?初始化字符設(shè)備結(jié)構(gòu)體?*/cdev_init(&di_char.cdev,?&di_fops);/*?注冊(cè)字符設(shè)備?*/cdev_add(&di_char.cdev,?di_char.devid,?DRIVE_COUNT);/*?創(chuàng)建類?*/di_char.class?=?class_create(THIS_MODULE,?DEVICE_NAME);if(IS_ERR(di_char.class))?{return?PTR_ERR(di_char.class);}/*?創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)?*/di_char.device?=?device_create( di_char.class,?NULL,?di_char.devid,?NULL,?DEVICE_NAME );if(IS_ERR(di_char.device))?{return?PTR_ERR(di_char.device);}di_char.di_pulses?=?0;????return?0;?? }/*?卸載模塊?*/?? static?void?__exit?di_drv_exit(void)?? {??/*?釋放gpio?*/gpio_free(di_char.di_gpio);/*?釋放中斷?*/free_irq(di_char.di_irq,?NULL);/*?注銷字符設(shè)備?*/cdev_del(&di_char.cdev);/*?注銷設(shè)備號(hào)?*/unregister_chrdev_region(di_char.devid,?DEVID_COUNT);/*?刪除設(shè)備節(jié)點(diǎn)?*/device_destroy(di_char.class,?di_char.devid);/*?刪除類?*/class_destroy(di_char.class);printk("DI?dev?exit?ok\n");?? }??/*?標(biāo)記加載、卸載函數(shù)?*/?? module_init(di_drv_init);?? module_exit(di_drv_exit);??/*?驅(qū)動(dòng)描述信息?*/?? MODULE_AUTHOR("Embinn");?? MODULE_ALIAS("DI?input");?? MODULE_DESCRIPTION("DIGITAL?INPUT?driver");?? MODULE_VERSION("v1.0");?? MODULE_LICENSE("GPL");

這是一個(gè)字符驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，在真實(shí)項(xiàng)目中，大部分驅(qū)動(dòng)基本已經(jīng)被芯片廠商給實(shí)現(xiàn)了，但是一些特殊項(xiàng)目的自定義需求，往往就需要去實(shí)現(xiàn)自己的驅(qū)動(dòng)。

編譯部署

運(yùn)行以下命令：

petalinux-config?-c?rootfs

進(jìn)入modules，使能剛剛創(chuàng)建的模塊，退出保存。

運(yùn)行下面的命令進(jìn)行編譯：

petalinux-build

最終在工程目錄下，搜索di-drv.ko，就得到這個(gè)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)核模塊文件了，拷貝到目標(biāo)板的某個(gè)文件夾下，運(yùn)行下面的命令裝載就完成了：

insmod?di-drv.ko

這樣在/dev下就會(huì)發(fā)現(xiàn)新增一個(gè)di-drv設(shè)備。

當(dāng)然也可以直接將該驅(qū)動(dòng)放進(jìn)內(nèi)核里，這就需要在內(nèi)核代碼樹里，添加文件了，這個(gè)思路之前有分享過(guò)。

總結(jié)一下

字符設(shè)備是做驅(qū)動(dòng)開發(fā)比較容易掌握的驅(qū)動(dòng)類型，也是大多數(shù)項(xiàng)目中，需要自己動(dòng)手寫的最多的驅(qū)動(dòng)類型。所以還是應(yīng)該掌握它。才能實(shí)現(xiàn)不同的項(xiàng)目需求。至于用戶空間怎么訪問(wèn)這個(gè)設(shè)備，這里就不贅述了，一個(gè)文件打開操作，再來(lái)一個(gè)讀取操作就完事了。

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總結(jié)

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