驱动——gpio子系统（LED灯的操控实验）
使用GPIO子系统操控6盏LED灯的亮灭
1、编写设备树节点：
添加如下所示代码到stm32mp157a-fdmp1a.dts中根节点里面，给LED灯定义名字，并引用GPIO寄存器及相对应的引脚信息；
myleds{myled1 = <&gpioe 10 0>;myled2 = <&gpiof 10 0>;myled3 = <&gpioe 8 0>;myled4 = <&gpioz 5 0>;myled5 = <&gpioz 6 0>;myled6 = <&gpioz 7 0>; };2、实现字符设备驱动并创建与LED灯相应的6个设备节点（具体详情见驱动——串口点灯实验内容）
3、获取设备树节点信息(获取方式不唯一，本次采用通过节点名字获取）
struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path)
功能：获取设备树节点信息通过路径
参数: path：节点路径
返回值：成功返回目标节点的信息结构体地址，失败返回NULL
struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from, const char *name)
功能：通过节点名字获取节点信息
参数：from:已知设备树节点的首地址 （填NULL，默认从根节点解析）
name:设备树节点的名字 "myleds"
返回值：成功返回目标节点的信息结构体地址，失败返回NULL
4、根据GPIO子系统函数API对LED灯进行操作（子系统函数有新旧两个版本，本次采用新版本）
①在在设备树节点信息结构体中获取并申请要使用的gpio编号
旧版本：
int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index)
功能：根据gpio节点解析获取GPIO编号
参数：
np:节点结构体首地址
proname:键名
index:索引号
返回值：成功返回GPIO编号，失败返回错误码
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
作用：申请指定GPIO编号的使用权
参数：
gpio:目标GPIO编号
label:一般填写NULL
成功返回0，失败返回错误码
新版本：
struct gpio_desc *gpiod_get_from_of_node(struct device_node *node, const char *propname, int index, enum gpiod_flags dflags, const char *label)
功能：在设备树节点信息结构体中获取并申请要使用的gpio编号
参数：
node：设备树节点信息结构体指针
propname:键名
index:索引
dflags:gpio状态值
GPIOD_OUT_LOW
GPIOD_OUT_HIGH
label:标签，填写NULL
返回值：成功返回gpio描述结构体指针，失败返回错误码指针
②设置管脚为输出模式
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
作用：设置GPIO为输出
参数：
gpio:GPIO编号 value:1：高电平 0：低电平
返回值：成功返回0，失败返回错误码
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
作用：设置GPIO为输入
参数：gpio:GPIO编号
返回值：成功返回0，失败返回错误码
新版本：
int gpiod_direction_input(struct gpio_desc *desc) -----》输入模式
int gpiod_direction_output(struct gpio_desc *desc, int value)------》输出模式
③通过ioctl函数传参获取信息，根据应用层逻辑让LED灯输出高低电平，达到操控灯亮灭的过程
旧版本：
int gpio_get_value(unsigned int gpio)
功能：获取GPIO电平状态
参数：GPIO编号
返回值： 1：高电平 0：低电平
void gpio_set_value(unsigned int gpio, int value)
作用：让GPIO输出高低电平
参数： gpio:GPIO编号
value:1：高电平 0：低电平
返回值：无
新版本
int gpiod_get_value(const struct gpio_desc *desc)
void gpiod_set_value(struct gpio_desc *desc, int value)
④释放申请的GPIO编号
旧版本
void gpio_free(unsigned gpio)
作用：释放申请的GPIO编号
参数：目标GPIO编号
新版本
void gpiod_put(struct gpio_desc *desc)
具体代码实现：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"./six.h"
/*myleds{ myled1 = <&gpioe 10 0>;myled2 = <&gpiof 10 0>;myled3 = <&gpioe 8 0>;myled4 = <&gpioz 5 0>;myled5 = <&gpioz 6 0>;myled7 = <&gpioz 7 0>;*/
#define GNAME "mydev"
unsigned int major =0;
char kbuf[128]={0};
struct cdev* cdev;
struct class * cls;
struct device *devic;
dev_t dev1;
int minor = 0;
unsigned count=6;
wait_queue_head_t wq;
int condition=0;int mydev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);return 0;
}
long mydev_ioctl(struct file *file,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{int addr;switch(cmd){case LED_ON:{ret = copy_from_user(&addr,(void*)arg,sizeof(int));if(ret){printk("copy from user on is error\n");return -EIO;}switch(addr){case LED1:{gpiod_set_value(gpiono1,1);break;}case LED2:{gpiod_set_value(gpiono2,1);break;}case LED3:{gpiod_set_value(gpiono3,1);break;}case LED4:{gpiod_set_value(gpiono4,1);break;}case LED5:{gpiod_set_value(gpiono5,1);break;}case LED6:{gpiod_set_value(gpiono6,1);break;}} break;}case LED_OFF:{ret = copy_from_user(&addr,(void*)arg,sizeof(int));if(ret){printk("copy from user on is error\n");return -EIO;}switch(addr){case LED1:{gpiod_set_value(gpiono1,0);break;}case LED2:{gpiod_set_value(gpiono2,0);break;}case LED3:{gpiod_set_value(gpiono3,0);break;}case LED4:{gpiod_set_value(gpiono4,0);break;}case LED5:{gpiod_set_value(gpiono5,0);break;}case LED6:{gpiod_set_value(gpiono6,0);break;}} break;}}return 0;
}
int mydev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);return 0;
}
struct file_operations fops={.open=mydev_open,.unlocked_ioctl=mydev_ioctl,.release=mydev_close,
};
static int __init mynode_init(void)
{int i;int ret;//分配字符设备驱动cdev=cdev_alloc();if(NULL==cdev){printk("cdev alloc error\n");goto ERR1;}//设备驱动初始化cdev_init(cdev,&fops);//申请设备号if(major>0){ret=register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),count,GNAME);if(ret!=0){printk("register chrdev region error\n");ret = -ENOMEM;goto ERR2;}}else{ret=alloc_chrdev_region(&dev1,0,count,GNAME);if(ret!=0){printk("alloc chrdev region error\n");ret = -ENOMEM;goto ERR2;}major = MAJOR(dev1);minor = MINOR(dev1);}//驱动的注册ret = cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),count);if(ret!=0){printk("cdev add error\n");ret = -EIO;goto ERR3;}//通过名字获取设备树节点信息node = of_find_node_by_name(NULL,"myleds");if(NULL == node){printk("of find node by name error\n");return -EFAULT;}//获取并申请LED1的gpio编号gpiono1 = gpiod_get_from_of_node(node,"myled1",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);if(IS_ERR(gpiono1)){printk("1gpiod get from of node error\n");return PTR_ERR(gpiono1);}//获取并申请LED2的gpio编号gpiono2 = gpiod_get_from_of_node(node,"myled2",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);if(IS_ERR(gpiono2)){printk("2gpiod get from of node error\n");return PTR_ERR(gpiono2);}//获取并申请LED3的gpio编号gpiono3 = gpiod_get_from_of_node(node,"myled3",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);if(IS_ERR(gpiono3)){printk("3gpiod get from of node error\n");return PTR_ERR(gpiono3);}//获取并申请LED4的gpio编号gpiono4 = gpiod_get_from_of_node(node,"myled4",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);if(IS_ERR(gpiono4)){printk("4gpiod get from of node error\n");return PTR_ERR(gpiono4);}//获取并申请LED5的gpio编号gpiono5 = gpiod_get_from_of_node(node,"myled5",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);if(IS_ERR(gpiono5)){printk("5piod get from of node error\n");return PTR_ERR(gpiono5);}//获取并申请LED6的gpio编号gpiono6 = gpiod_get_from_of_node(node,"myled6",0,GPIOD_OUT_LOW,NULL);if(IS_ERR(gpiono6)){printk("6gpiod get from of node error\n");return PTR_ERR(gpiono6);}//设置LED1管脚为输出gpiod_direction_output(gpiono1,0);//设置LED2管脚为输出gpiod_direction_output(gpiono2,0);//设置LED3管脚为输出gpiod_direction_output(gpiono3,0);//设置LED4管脚为输出gpiod_direction_output(gpiono4,0);//设置LED5管脚为输出gpiod_direction_output(gpiono5,0);//设置LED6管脚为输出gpiod_direction_output(gpiono6,0);//自动创建设备节点cls = class_create(THIS_MODULE,GNAME);if(IS_ERR(cls)){ret = PTR_ERR(cls);goto ERR4;}for(i=0;i=0;i--){device_destroy(cls,MKDEV(major,i));}class_destroy(cls);
ERR4:cdev_del(cdev);
ERR3:unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),count);
ERR2:kfree(cdev);
ERR1:return -EIO;}static void __exit mynode_exit(void)
{int i;//卸载驱动前熄灭灯LED1gpiod_set_value(gpiono1,0);//卸载驱动前熄灭灯LED1gpiod_set_value(gpiono2,0);//卸载驱动前熄灭灯LED1gpiod_set_value(gpiono3,0);//卸载驱动前熄灭灯LED1gpiod_set_value(gpiono4,0);//卸载驱动前熄灭灯LED1gpiod_set_value(gpiono5,0);//卸载驱动前熄灭灯LED1gpiod_set_value(gpiono6,0);//释放申请得到的LED1gpio编号gpiod_put(gpiono1);//释放申请得到的LED2gpio编号gpiod_put(gpiono2);//释放申请得到的LED3gpio编号gpiod_put(gpiono3);//释放申请得到的LED4gpio编号gpiod_put(gpiono4);//释放申请得到的LED5gpio编号gpiod_put(gpiono5);//释放申请得到的LED6gpio编号gpiod_put(gpiono6);//销毁设备节点信息for(i=0;i 头文件代码
#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__#define LED_ON _IOW('a',1,int)
#define LED_OFF _IOW('a',0,int)struct device_node *node;
struct gpio_desc *gpiono1;
struct gpio_desc *gpiono2;
struct gpio_desc *gpiono3;
struct gpio_desc *gpiono4;
struct gpio_desc *gpiono5;
struct gpio_desc *gpiono6;
int ret;typedef enum{LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6
}led_t;#endif
应用层测试代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"./six.h"int main(int argc, char const *argv[])
{int fd1 = -1;int fd2 = -1;int fd3 = -1;int fd4 = -1;int fd5 = -1;int fd6 = -1;int i=0;int whitch;fd1 = open("/dev/myled1",O_RDWR);if(-1 == fd1){perror("open is error");exit(1);}fd2 = open("/dev/myled2",O_RDWR);if(-1 == fd2){perror("open is error");exit(1);}fd3 = open("/dev/myled3",O_RDWR);if(-1 == fd3){perror("open is error");exit(1);}fd4 = open("/dev/myled4",O_RDWR);if(-1 == fd4){perror("open is error");exit(1);}fd5 = open("/dev/myled5",O_RDWR);if(-1 == fd5){perror("open is error");exit(1);}fd6 = open("/dev/myled0",O_RDWR);if(-1 == fd6){perror("open is error");exit(1);}while(1){whitch=LED1;ioctl(fd1,LED_ON,&whitch);sleep(1);ioctl(fd1,LED_OFF,&whitch);whitch=LED2;ioctl(fd2,LED_ON,&whitch);sleep(1);ioctl(fd2,LED_OFF,&whitch);whitch=LED3;ioctl(fd3,LED_ON,&whitch);sleep(1);ioctl(fd3,LED_OFF,&whitch);whitch=LED4;ioctl(fd4,LED_ON,&whitch);sleep(1);ioctl(fd4,LED_OFF,&whitch);whitch=LED5;ioctl(fd5,LED_ON,&whitch);sleep(1);ioctl(fd5,LED_OFF,&whitch);whitch=LED6;ioctl(fd6,LED_ON,&whitch);sleep(1);ioctl(fd6,LED_OFF,&whitch);}close(fd1);close(fd2);close(fd3);close(fd4);close(fd5);close(fd6);return 0;
}
makefile脚本代码：
ARCH ?= arm
FILE ?= led
ARM:=arm
X86:=x86
ifeq ($(ARCH),$(ARM))
KERNEDIR:=/home/ubuntu/linux-5.10.61
endif
ifeq ($(ARCH),$(X86))
KERNEDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
PWD:=$(shell pwd)
KBUILD_EXTRA_SYMBOLS:=/home/ubuntu/ww/driver/01_linux/03_sym/01_demo/Module.symvers
all:make -C $(KERNEDIR) M=$(PWD) modules
clean:make -C $(KERNEDIR) M=$(PWD) clean
obj-m:=$(FILE).o
实验现象：
gpio子系统6盏LED灯操作实验