Linux第71步_将linux中的多个文件编译成一个驱动模块

学习目的：采用旧字符设备测试linux系统点灯，进一步熟悉其设计原理。采用多文件参与编译，深度学习编写Makefile，有利于实现驱动模块化设计。

1、创建MyOldLED目录

输入“cd /home/zgq/linux/Linux_Drivers/回车”

切换到“/home/zgq/linux/Linux_Drivers/”目录

输入“ls回车”查看“/home/zgq/linux/Linux_Drivers/”目录的文件和文件夹

输入“mkdir MyOldLED回车”，创建MyOldLED目录

切换到“/home/zgq/linux/Linux_Drivers/MyOldLED/”目录

输入“ls回车”查看“/home/zgq/linux/Linux_Drivers”目录的文件和文件夹

2、新建LEDInterface.c

打开虚拟机上“VSCode”，点击“文件”，点击“打开文件夹”，点击“zgq”，点击“linux”，点击“Linux_Drivers”，点击“MyOldLED”。点击“文件”，点击“新建文件”，点击“文件”，点击“另存为”。然后在“名称”右边的文本框中输入“LEDInterface.c”，点击“保存”

LEDInterface.c文件内容如下：

#include "LED.h"

#include <linux/types.h>

/*

数据类型重命名

使能bool,u8,u16,u32,u64, uint8_t, uint16_t, uint32_t, uint64_t

使能s8,s16,s32,s64,int8_t,int16_t,int32_t,int64_t

*/

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/ide.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/string.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/gpio.h>

#define led_MAJOR   200

/*

定义主设备号

静态分配设备号：在串口输入“cat/proc/devices”查询当前已用的主设备号

然后使用一个“没有被使用的设备号”作为该设备的的主设备号

*/

#define led_NAME   "ledName"  //定义设备的名字

/* 打开设备 */

static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

  int ret = 0;

  //printk("led_open!\r\n");

  return ret;

}

/* 向设备写数据，将数据块首地址为buf的数据，长度为cnt个字节，发送给用户 */

//file结构指针变量flip表示要打开的设备文件

//buf表示用户数据块的首地址

//cnt表示用户数据的长度，单位为字节

//loff_t结构指针变量offt表示“相对于文件首地址的偏移”

static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)

{

  int ret = 0;

unsigned char databuf[1];

unsigned char ledstat;

ret = copy_from_user(databuf, buf, cnt);

if(ret <0){

printk("kernel write failed!\r\n");

ret = -EFAULT;

}

ledstat = databuf[0];/*获取到应用传递进来的开关灯状态*/

led_switch(ledstat);/*执行开灯或执行关灯*/

  return ret;

}

/* 关闭/释放设备 */

static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

  int ret=0;

printk("led_release!\r\n");

  return ret;

}

/*声明file_operations结构变量MyCharDevice_fops*/

/*它是指向设备的操作函数集合变量*/

const struct file_operations led_fops = {

  .owner = THIS_MODULE,

  .open = led_open,

  .write = led_write,

  .release = led_release,

};

/*驱动模块的入口函数 */

static int  __init led_init(void)

{

  int ret=0;

/* 1、寄存器地址映射 */

  led_ioremap();//寄存器地址映射

  led_Pin_Init();//LED灯引脚初始化

  printk("led_init!\r\n");

  ret = register_chrdev(led_MAJOR, led_NAME, &led_fops);

  //注册字符设备

  //led_MAJOR为主设备号，采用宏led_NAME定义设备名字

  //led_fops是设备的操作函数集合，它是file_operations结构变量

  if (ret < 0)

  {

printk("CharDeviceDriver register failed!!!\r\n");

goto faile_register;

  }

  return 0;

faile_register:

  return -EIO;

}

/*驱动模块的出口函数 */

static void __exit led_exit(void)

{

/* 1、取消寄存器地址映射 */

  led_iounmap();

  printk("led_exit!\r\n");

  unregister_chrdev(led_MAJOR, led_NAME);

  //注销字符设备

  //led_MAJOR为主设备号，采用宏led_NAME定义设备名字

}

module_init(led_init);

//加载“驱动模块”：指定led_init()为驱动入口函数

module_exit(led_exit);

//卸载“驱动模块”：指定led_exit()为驱动出口函数

MODULE_AUTHOR("Zhanggong");//添加作者名字

MODULE_LICENSE("GPL");//LICENSE采用“GPL协议”

MODULE_INFO(intree,"Y");

//去除显示“loading out-of-tree module taints kernel.”

3、新建LED.c

LED.c文件内容如下：

#include "LED.h"

#include <linux/module.h>

/* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */

static void __iomem *MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI;

/*RCC_MP_AHB4ENSETR寄存器*/

static void __iomem *GPIOI_MODER_PI; /*GPIOx_MODER寄存器，x=A to K, Z*/

static void __iomem *GPIOI_OTYPER_PI;/*GPIOx_OTYPER，x=A to K,Z*/

static void __iomem *GPIOI_OSPEEDR_PI;/*GPIOx_OSPEEDR，x=A to K, Z*/

static void __iomem *GPIOI_PUPDR_PI; /*GPIOx_PUPDR，x=A to K, Z*/

static void __iomem *GPIOI_BSRR_PI;/*GPIOx_BSRR，x=A to K, Z*/

void led_ioremap(void);

void led_iounmap(void);

void led_Pin_Init(void);

void led_switch(u8 sta);

/* 寄存器地址映射 */

void led_ioremap(void)

{

   MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI = ioremap(RCC_MP_AHB4ENSETR, 4);

GPIOI_MODER_PI = ioremap(GPIOI_MODER, 4);

   GPIOI_OTYPER_PI = ioremap(GPIOI_OTYPER, 4);

GPIOI_OSPEEDR_PI = ioremap(GPIOI_OSPEEDR, 4);

GPIOI_PUPDR_PI = ioremap(GPIOI_PUPDR, 4);

GPIOI_BSRR_PI = ioremap(GPIOI_BSRR, 4);

}

/*取消“寄存器地址映射”*/

void led_iounmap(void)

{

  iounmap(MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);

  iounmap(GPIOI_MODER_PI);

  iounmap(GPIOI_OTYPER_PI);

  iounmap(GPIOI_OSPEEDR_PI);

  iounmap(GPIOI_PUPDR_PI);

  iounmap(GPIOI_BSRR_PI);

}

void led_Pin_Init(void)

{

u32 val = 0;

/* 2、使能RCC时钟 */

val = readl(MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);/* 读RCC_MP_AHB4ENSETR寄存器 */

val &= ~(0X1 << 8);/* 清除以前的bit8设置 */

val |= (0X1 << 8); /* 设置新的bit8值 */

writel(val, MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);

/* 将val的值写入RCC_MP_AHB4ENSETR寄存器 */

/* 3、将PI0输出引脚。*/

val = readl(GPIOI_MODER_PI);/*读GPIOI_MODER寄存器*/

val &= ~(0X3 << 0); /* bit0:1清零 */

val |= (0X1 << 0); /* bit0:1设置01，配置为输出模式 */

writel(val, GPIOI_MODER_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_MODER寄存器 */

/* 4、设置PI0为推挽模式 */

val = readl(GPIOI_OTYPER_PI);/*读GPIOI_OTYPER寄存器*/

val &= ~(0X1 << 0); /* bit0清零，设置为上拉*/

writel(val, GPIOI_OTYPER_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_OTYPER寄存器 */

/* 5、设置PI0为高速 */

val = readl(GPIOI_OSPEEDR_PI);/*读GPIOI_OSPEEDR寄存器*/

val &= ~(0X3 << 0); /* bit0:1 清零 */

val |= (0x3 << 0); /* bit0:1 设置为11，极高速*/

writel(val, GPIOI_OSPEEDR_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_OSPEEDR寄存器 */

/* 6、设置PI0为上拉。*/

val = readl(GPIOI_PUPDR_PI);/*读GPIOI_PUPDR寄存器*/

val &= ~(0X3 << 0); /* bit0:1 清零*/

val |= (0x1 << 0); /*bit0:1 设置为01，配置为上拉*/

writel(val,GPIOI_PUPDR_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_PUPDR寄存器 */

/* 6、默认打开LED，PI0=0 */

val = readl(GPIOI_BSRR_PI);/*读GPIOI_BSRR寄存器*/

val &= ~(0X1 << 16); /* bit16 清零*/

val |= (0x1 << 16); /*bit16 设置为1，令PI0输出低电平*/

writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_BSRR寄存器 */

/* 6、默认关闭LED，PI0=1 */

val = readl(GPIOI_BSRR_PI);/*读GPIOI_BSRR寄存器*/

val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/

val |= (0x1 << 0);/*bit0 设置为1，令PI0输出高电平*/

writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_BSRR寄存器 */

}

void led_switch(u8 sta)

{

u32 val = 0;

if(sta == LEDON) {

val = readl(GPIOI_BSRR_PI);/*读GPIOI_BSRR寄存器*/

    val &= ~(0X1 << 16); /* bit16 清零*/

val |= (0x1 << 16); /*bit16 设置为1，令PI0输出低电平*/

writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_BSRR寄存器 */

}

else if(sta == LEDOFF) {

val = readl(GPIOI_BSRR_PI);/*读GPIOI_BSRR寄存器*/

val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/

val |= (0x1 << 0);/*bit0 设置为1，令PI0输出高电平*/

writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

/* 将val的值写入GPIOI_BSRR寄存器 */

}

}

4、新建LED.h

LED.h文件如下：

#ifndef __LED_H

#define __LED_H

#include <linux/types.h>

/*

数据类型重命名

使能bool,u8,u16,u32,u64, uint8_t, uint16_t, uint32_t, uint64_t

使能s8,s16,s32,s64,int8_t,int16_t,int32_t,int64_t

*/

#define LEDOFF 0 /* 关灯 */

#define LEDON 1 /* 开灯 */

/* 寄存器物理地址 */

#define PERIPH_BASE      (0x40000000)

#define MPU_AHB4_PERIPH_BASE    (PERIPH_BASE + 0x10000000)

#define RCC_BASE         (MPU_AHB4_PERIPH_BASE + 0x0000)

#define RCC_MP_AHB4ENSETR (RCC_BASE + 0XA28)

#define GPIOI_BASE (MPU_AHB4_PERIPH_BASE + 0xA000)

#define GPIOI_MODER       (GPIOI_BASE + 0x0000)

#define GPIOI_OTYPER       (GPIOI_BASE + 0x0004)

#define GPIOI_OSPEEDR       (GPIOI_BASE + 0x0008)

#define GPIOI_PUPDR       (GPIOI_BASE + 0x000C)

#define GPIOI_BSRR       (GPIOI_BASE + 0x0018)

extern void led_ioremap(void);

extern void led_iounmap(void);

extern void led_Pin_Init(void);

extern void led_switch(u8 sta);

#endif

5、新建LED_APP.c

LED_APP.c文件内容如下：

#include "stdio.h"

#include "unistd.h"

#include "sys/types.h"

#include "sys/stat.h"

#include "fcntl.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

//APP运行命令:./LED_APP MyLED 1表示打开LED

//APP运行命令:./LED_APP MyLED 0表示关闭LED

#define LEDOFF 0 /* 关灯 */

#define LEDON 1 /* 开灯 */

/*

参数argc: argv[]数组元素个数

参数argv[]:是一个指针数组

返回值: 0 成功;其他 失败

*/

int main(int argc, char *argv[])

{

  int fd, retvalue;

  char *filename;

  unsigned char databuf[1];

  if(argc != 3)

  {

    printf("Error Usage!\r\n");

    return -1;

  }

  //argv[]是指向输入参数“./LED_App” “/dev/MyLED” “1”

  filename = argv[1];

  //argv[1]指向字符串“/dev/MyLED”

  fd = open(filename, O_RDWR);

  //如果打开“/dev/LED”文件成功，则fd为“文件描述符”

  //fd=0表示标准输入流； fd=1表示标准输出流；fd=2表示错误输出流；

  if(fd < 0)

  {

    printf("Can't open file %s\r\n", filename);

    return -1;

  }

  databuf[0]= atoi(argv[2]); /* 写入的数据，是数字的，表示打开或关闭 */

  retvalue = write(fd, databuf, 1);

  //将databuf[]中前1个字节发送给用户

  //返回值大于0表示写入的字节数；

  //返回值等于0表示没有写入任何数据；

  //返回值小于0表示写入失败

  if(retvalue < 0)

  {

    printf("write file %s failed!\r\n", filename);

    close(fd);

    //fd表示要关闭的“文件描述符”

    //返回值等于0表示关闭成功

    //返回值小于0表示关闭失败

    return -1;

  }

  /* 关闭设备 */

  retvalue = close(fd);

  //fd表示要关闭的“文件描述符”

  //返回值等于0表示关闭成功

  //返回值小于0表示关闭失败

  if(retvalue < 0)

  {

    printf("Can't close file %s\r\n", filename);

    return -1;

  }

  return 0;

}

6、新建Makefile

Makefile文件如下：

KERNELDIR := /home/zgq/linux/atk-mp1/linux/my_linux/linux-5.4.31

#使用“:=”将其后面的字符串赋值给KERNELDIR

CURRENT_PATH := $(shell pwd)

#采用“shell pwd”获取当前打开的路径

#使用“$(变量名)”引用“变量的值”

MyAPP := LED_APP

MyOldLED_Module-objs = LEDInterface.o LED.o

obj-m := MyOldLED_Module.o

CC := arm-none-linux-gnueabihf-gcc

drv:

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules

app:

$(CC)  $(MyAPP).c  -o $(MyAPP)

clean:

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

rm $(MyAPP)

install:

sudo cp *.ko $(MyAPP) /home/zgq/linux/nfs/rootfs/lib/modules/5.4.31/ -f

7、添加“c_cpp_properties.json”

按下“Ctrl+Shift+P”,打开VSCode控制台，然后输入“C/C++:Edit Configurations(JSON)”,打开以后会自动在“.vscode ”目录下生成一个名为“c_cpp_properties.json” 的文件。

修改c_cpp_properties.json内容如下所示:

{

    "configurations": [

        {

            "name": "Linux",

            "includePath": [

                "${workspaceFolder}/**",

"/home/zgq/linux/atk-mp1/linux/my_linux/linux-5.4.31",  "/home/zgq/linux/Linux_Drivers/MyOldLED", "/home/zgq/linux/atk-mp1/linux/my_linux/linux-5.4.31/arch/arm/include", "/home/zgq/linux/atk-mp1/linux/my_linux/linux-5.4.31/include", "/home/zgq/linux/atk-mp1/linux/my_linux/linux-5.4.31/arch/arm/include/generated"
            ],

            "defines": [],

            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",

            "cStandard": "gnu11",

            "cppStandard": "gnu++14",

            "intelliSenseMode": "gcc-x64"

        }

    ],

    "version": 4

}

8、编译

输入“make clean回车”

输入“make drv回车”

输入“make app回车”

输入“make install回车”

输入“ls /home/zgq/linux/nfs/rootfs/lib/modules/5.4.31/ -l回车”产看是存在“LED_APP和MyOldLED_Module.ko”

9、测试

启动开发板，从网络下载程序

输入“root”

输入“cd /lib/modules/5.4.31/回车”

切换到“/lib/modules/5.4.31/”目录

注意：“lib/modules/5.4.31/”在虚拟机中是位于“/home/zgq/linux/nfs/rootfs/”目录下，但在开发板中，却是位于根目录中。

输入“ls -l”查看“LED_APP和MyOldLED_Module.ko”是否存在

输入“depmod”,驱动在第一次执行时，需要运行“depmod”

输入“modprobe MyOldLED_Module.ko”，加载“MyOldLED_Module.ko”模块

输入“lsmod”查看有哪些驱动在工作

输入“mknod /dev/MyOldLED_Module c 200 0回车”

//“mknod”是创建节点命令

//“/dev/MyOldLED_Module”表示节点文件

//“c”表示LED是个字符设备

//“200”表示设备的主设备号

//“0”表示设备的次设备号

输入“ls /dev/MyOldLED_Module  -l回车”，

发现节点文件“/dev/MyOldLED_Module”

输入“./LED_APP /dev/MyOldLED_Module 1回车”执行写1开灯

输入“./LED_APP /dev/MyOldLED_Module 0回车”执行写0关灯

操作完成，则执行卸载模块：

输入“rmmod MyOldLED_Module.ko”，卸载“MyOldLED_Module.ko”模块

注意:输入“rmmod MyOldLED_Module”也可以卸载“MyOldLED_Module.ko”模块

输入“lsmod”查看有哪些驱动在工作。

 搞了一天才搞好，网上这方面的资料很少。如果Makeile写错了，就搞不好了。

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