字符设备驱动(二)按键点灯

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title: 字符设备驱动(二)按键点灯
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date: 2018-11-21 18:06:37
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字符设备驱动(二)按键点灯

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数据交互

用户内存和内核内存是独立的，在各自的地址空间实现。内核与用户函数交互需要使用copy_from_user和copy_to_user.为什么?点这个

1. 直接使用那个地址很不安全，如果应用程序传过来一个非法地址，就有可能panic系统。或者应用程序可以给出一个指针指向kernel地址(>PAGE_OFFSET)，那样就可以随意访问kernel page数据。
2. 对于大多数有MMU的平台，情况就有了一些变化：用户空间传过来的指针是在虚拟地址空间上的，它指向的虚拟地址空间很可能还没有真正映射到实际的物理页面上。

物理地址访问

Linux 的驱动程序直接操作不了物理地址,需要使用虚拟地址去映射,使用函数ioremap,释放使用iounmap

gpio_va = ioremap(0x56000000, 0x100000);
iounmap(gpio_va);

查询方式按键

目的: 通过查询方式查到按键按下,打印按键值,如果按键被按下的话,点亮led.

驱动程序设计

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>



volatile unsigned long *gpfcon;
volatile unsigned long *gpfdat;
volatile unsigned long *gpgcon;
volatile unsigned long *gpgdat;


static struct class *drv_class;
static struct class_device	*drv_class_dev;

static int drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	int minor = MINOR(inode->i_rdev);
	printk("drv_open=%d
",minor);

	/* 配置GPF0,2为输入引脚 */
	*gpfcon &= ~((0x3<<(0*2)) | (0x3<<(2*2)));
	/* 配置GPG3,11为输入引脚 */
	*gpgcon &= ~((0x3<<(3*2)) | (0x3<<(11*2)));

	/* 配置GPF4,5,6为输出 */
	*gpfcon &= ~((0x3<<(4*2)) | (0x3<<(5*2)) | (0x3<<(6*2)));
	*gpfcon |= ((0x1<<(4*2)) | (0x1<<(5*2)) | (0x1<<(6*2)));

	return 0;
}

static ssize_t drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
	//int minor =  MINOR(file->f_dentry->d_inode->i_rdev);
	//printk("drv_write=%d
",minor);

	int val;
	copy_from_user(&val, buf, count); //	copy_to_user();

	if (val == 1)
	{
		// 点灯
		*gpfdat &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
	}
	else
	{
		// 灭灯
		*gpfdat |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6);
	}
	return 0;
}

static ssize_t drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
	/* 返回4个引脚的电平 */
	unsigned char key_vals[4];
	int regval;

	if (size != sizeof(key_vals))
		return -EINVAL;

	/* 读GPF0,2 */
	regval = *gpfdat;
	key_vals[0] = (regval & (1<<0)) ? 1 : 0;
	key_vals[1] = (regval & (1<<2)) ? 1 : 0;
	/* 读GPG3,11 */
	regval = *gpgdat;
	key_vals[2] = (regval & (1<<3)) ? 1 : 0;
	key_vals[3] = (regval & (1<<11)) ? 1 : 0;

	copy_to_user(buf, key_vals, sizeof(key_vals));
	
	return sizeof(key_vals);
}


static struct file_operations drv_fops = {
	.owner  =   THIS_MODULE,    /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
    .open   =   drv_open,     
	.write	=	drv_write,
	.read	=	drv_read,	   
};

static int major;
static int drv_init(void)
{
	int minor=0;
	major=register_chrdev(0, "drv", &drv_fops); // 注册, 告诉内核
	drv_class = class_create(THIS_MODULE, "drv");
	drv_class_dev = class_device_create(drv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz%d", minor);

	gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
	gpfdat = gpfcon + 1;
	gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16);
	gpgdat = gpgcon + 1;
	return 0;
}

static void drv_exit(void)
{
	unregister_chrdev(major, "drv"); // 卸载
	class_device_unregister(drv_class_dev);
	class_destroy(drv_class);
	iounmap(gpfcon);
	iounmap(gpgcon);
}

module_init(drv_init);
module_exit(drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

测试程序设计

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

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	int val = 1;
	unsigned char key_vals[4];
	int cnt = 0;

	if (argc <= 1)  {printf("nofile select !
"); return ;}
	fd = open(argv[1], O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open!
");
	}
	
	while (1)
	{
		read(fd, key_vals, sizeof(key_vals));
		if (!key_vals[0] || !key_vals[1] || !key_vals[2] || !key_vals[3])
		{
			val=1;
			printf("%04d key pressed: %d %d %d %d
", cnt++, key_vals[0], key_vals[1], key_vals[2], key_vals[3]);
			write(fd, &val, 4);
		}
		else
		{
			val=0;
			write(fd, &val, 4);
		}
	}
	return 0;
}

测试

1. 加载驱动insmod dri.ko

2. 测试运行./test /dev/xyz0

3. 按键按下,打印按键的同时点灯

4. 运行后使用ctrl+c终止程序,使用ctrl+z程序休眠,继续输入q退出,使用ps命令还能看到,但是使用top命令看到使用cpu为0,使用kill -9 pid关闭进程

   CTRL+Z停止进程并放入后台
   jobs 显示当前暂停的进程
   fg %N 使第N个任务在前台运行
   bg %N 使第N个任务在后台运行（%前有空格）
   

5. 启用后台运行./test /dev/xyz0 &

6. 查看下占用率top,占用99%

7. 关闭程序才能卸载模块

   ps 查看任务pid
   kill -9 pid #关闭进程
   rmmod dri.ko 卸载程序