1、创建MyMutexLED目录
输入“cd /home/zgq/linux/Linux_Drivers/回车”
切换到“/home/zgq/linux/Linux_Drivers/”目录
输入“mkdir MyMutexLED回车”，创建“MyMutexLED”目录
输入“ls回车”查看“/home/zgq/linux/Linux_Drivers/”目录下的文件和文件夹
2、添加gpio_led节点
若在stm32mp157d-atk.dts文件中的根节点下没有gpio_led节点，则添加gpio_led节点
3、编译设备树
1)、在VSCode终端，输入“make dtbs回车”，执行编译设备树
2)、输入“ls arch/arm/boot/uImage -l”
查看是否生成了新的“uImage”文件
3)、输入“ls arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtb -l”
查看是否生成了新的“stm32mp157d-atk.dtb”文件
拷贝输出的文件：
4)、输入“cp arch/arm/boot/uImage /home/zgq/linux/atk-mp1/linux/bootfs/ -f回车”，执行文件拷贝，准备烧录到EMMC；
5)、输入“cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtb /home/zgq/linux/atk-mp1/linux/bootfs/ -f回车”，执行文件拷贝，准备烧录到EMMC
6)、输入“cp arch/arm/boot/uImage /home/zgq/linux/tftpboot/ -f回车”，执行文件拷贝，准备从tftp下载；
7)、输入“cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtb /home/zgq/linux/tftpboot/ -f回车”，执行文件拷贝，准备从tftp下载；
8)、输入“ls -l /home/zgq/linux/atk-mp1/linux/bootfs/回车”，查看“/home/zgq/linux/atk-mp1/linux/bootfs/”目录下的所有文件和文件夹
9)、输入“ls -l /home/zgq/linux/tftpboot/回车”，查看“/home/zgq/linux/tftpboot/”目录下的所有文件和文件夹
输入“chmod 777 /home/zgq/linux/tftpboot/stm32mp157d-atk.dtb回车”
给“stm32mp157d-atk.dtb”文件赋予可执行权限
输入“chmod 777 /home/zgq/linux/tftpboot/uImage回车” ,给“uImage”文件赋予可执行权限
输入“ls /home/zgq/linux/tftpboot/回车”，查看“/home/zgq/linux/tftpboot/”目录下的所有文件和文件夹
4、创建LED.c
#include "LED.h"
#include <linux/gpio.h>
//使能gpio_request(),gpio_free(),gpio_direction_input(),
//使能gpio_direction_output(),gpio_get_value(),gpio_set_value()
#include <linux/of_gpio.h>
//使能of_gpio_named_count(),of_gpio_count(),of_get_named_gpio()
struct MyMutexLED_dev strMyMutexLED;
int Get_gpio_num(void);
int led_GPIO_request(void);
void led_switch(u8 sta,struct MyMutexLED_dev *dev);
int Get_gpio_num(void)
{
int ret = 0;
const char *str;
/* 设置LED所使用的GPIO */
/* 1、获取设备节点：strMyMutexLED */
strMyMutexLED.nd = of_find_node_by_path("/gpio_led");
//path="/gpio_led，使用“全路径的节点名“在“stm32mp157d-atk.dts“中查找节点“gpio_led”
//返回值:返回找到的节点，如果为NULL，表示查找失败。
if(strMyMutexLED.nd == NULL) {
printk("gpio_led node not find!\r\n");
return -EINVAL;
}
/* 2.读取status属性 */
ret = of_property_read_string(strMyMutexLED.nd, "status", &str);
//在gpio_led节点中，status = "okay";
//指定的设备节点strMyMutexLED.nd
//proname="status"，给定要读取的属性名字
//out_string=str:返回读取到的属性值
//返回值:0，读取成功，负值，读取失败。
if(ret < 0) return -EINVAL;
if(strcmp(str, "okay")) return -EINVAL;
//strcmp(s1,s2),当s1<s2时，返回值为负数
//strcmp(s1,s2),当s1>2时，返回值为正数
//strcmp(s1,s2),当s1=s2时，返回值为0
/* 3、获取compatible属性值并进行匹配 */
ret = of_property_read_string(strMyMutexLED.nd, "compatible", &str);
//在gpio_led节点中，compatible = "zgq,led";
//指定的设备节点strMyMutexLED.nd
//proname="compatible"，给定要读取的属性名字
//out_string=str:返回读取到的属性值
//返回值:0，读取成功，负值，读取失败。
if(ret < 0) {
printk("gpio_led node: Failed to get compatible property\n");
return -EINVAL;
}
if (strcmp(str, "zgq,led")) {
printk("gpio_led node: Compatible match failed\n");
return -EINVAL;
}
/* 4、 根据设备树中的"led-gpio"属性，得到LED所使用的LED编号 */
strMyMutexLED.led_gpio = of_get_named_gpio(strMyMutexLED.nd, "led-gpio", 0);
//在gpio_led节点中，led-gpio = <&gpioi 0 GPIO_ACTIVE_LOW>
//np=strMyMutexLED.nd,指定的“设备节点”
//propname="led-gpio"，给定要读取的属性名字
//Index=0,给定的GPIO索引为0
//返回值：正值，获取到的GPIO编号；负值，失败。
if(strMyMutexLED.led_gpio < 0) {
printk("can't get led-gpio");
return -EINVAL;
}
printk("led-gpio num = %d\r\n", strMyMutexLED.led_gpio);
//打印结果为：“led-gpio num = 128“
//因为GPIO编号是从0开始的，GPIOI端口的序号是8，每个端口有16个IO口，因此GPIOI0的编号为8*16=128
return 0;
}
int led_GPIO_request(void)
{
int ret = 0;
/* 5.向gpio子系统申请使用“gpio编号” */
ret = gpio_request(strMyMutexLED.led_gpio, "LED-GPIO");
//gpio=strMyMutexLED.led_gpio，指定要申请的“gpio编号”
//Iabel="LED-GPIO"，给这个gpio引脚设置个名字为"LED-GPIO"
//返回值：0，申请“gpio编号”成功;其他值，申请“gpio编号”失败；
if (ret) {
printk(KERN_ERR "strMyMutexLED: Failed to request led-gpio\n");
return ret;
}
/* 6、设置PI0为输出，并且输出高电平，默认关闭LED灯 */
ret = gpio_direction_output(strMyMutexLED.led_gpio, 1);
//gpio=strMyMutexLED.led_gpio,指定的“gpio编号”，这里是128，对应的是GI0引脚
//value=1，设置引脚输出高电平
//返回值：0，设置“引脚输出为vakued的值”成功;负值，设置“引脚输出为vakued的值”失败。
if(ret < 0) {
printk("can't set gpio!\r\n");
}
return 0;
}
void led_switch(u8 sta,struct MyMutexLED_dev *dev)
{
if(sta == LEDON) {
gpio_set_value(dev->led_gpio, 0); /* 打开LED灯 */
}
else if(sta == LEDOFF) {
gpio_set_value(dev->led_gpio, 1); /* 关闭LED灯 */
}
}
5、创建LED.h
#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
*/
#include <linux/cdev.h> //使能cdev结构
#include <linux/cdev.h> //使能class结构和device结构
#include <linux/of.h> //使能device_node结构
#include <linux/mutex.h>//使能互斥体结构mutex
#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 */
struct MyMutexLED_dev{
dev_t devid; /*声明32位变量devid用来给保存设备号*/
int major; /*主设备号*/
int minor; /*次设备号*/
struct cdev cdev; /*字符设备结构变量cdev */
struct class *class; /*类*/
struct device *device; /*设备*/
struct device_node *nd; /*设备节点*/
int led_gpio; /*led所使用的GPIO编号*/
struct mutex mutex; /* 定义互斥体 */
};
extern struct MyMutexLED_dev strMyMutexLED;
extern int Get_gpio_num(void);
extern int led_GPIO_request(void);
extern void led_switch(u8 sta,struct MyMutexLED_dev *dev);
#endif
6、创建LEDInterface.c
#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/ide.h>
//使能copy_from_user(),copy_to_user()
#include <linux/module.h>
//使能MyMutexLED_init(),MyMutexLED_exit()
#include <linux/gpio.h>
//使能gpio_request(),gpio_free(),gpio_direction_input(),
//gpio_direction_output(),gpio_get_value(),gpio_set_value()
#include <linux/mutex.h>
//使能互斥体结构mutex
//使能DEFINE_MUTEX(),mutex_init(),mutex_lock(),mutex_lock()
//使能mutex_trylock(),mutex_is_locked(),mutex_lock_interruptible()
#define MyMutexLED_CNT 1 //定义设备数量为1
#define MyMutexLED_NAME "MyMutexLEDName" //定义设备的名字
#define MY_TEST 1
/* 打开设备 */
static int MyMutexLED_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &strMyMutexLED; /*设置私有数据*/
#if MY_TEST ==0
if (mutex_lock_interruptible(&strMyMutexLED.mutex))
{/*
如果获取mutex互斥体失败，则令当前线程进入休眠，
当其它线程释放mutex互斥体后，则会令当前线程退出睡眠,接着继续执行程序；
可以被信号打断；
*/
return -ERESTARTSYS;
}
#elif MY_TEST==1
mutex_lock(&strMyMutexLED.mutex);
/*
如果获取mutex互斥体失败，则令当前线程进入休眠，
当其它线程释放mutex互斥体后，则会令当前线程退出睡眠,接着继续执行程序；
不能被信号打断;
*/
#endif
printk("MyMutexLED_open!\r\n");
return 0;
}
/* 从设备读取数据，保存到首地址为buf的数据块中，长度为cnt个字节 */
//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 MyMutexLED_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
return 0;
}
/* 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 MyMutexLED_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);
//将buf[]中的前cnt个字节拷贝到databuf[]中
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,filp->private_data);/*执行开灯或执行关灯*/
return ret;
}
/* 关闭/释放设备 */
static int MyMutexLED_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct MyMutexLED_dev *dev = filp->private_data;
mutex_unlock(&dev->mutex);
/*
释放互斥锁
如果有其他线程在等待“获取互斥锁“，则会唤醒第1个等待的线程接着工作；
*/
return 0;
}
/*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 MyMutexLED_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = MyMutexLED_open,
.read = MyMutexLED_read,
.write = MyMutexLED_write,
.release = MyMutexLED_release,
};
/*驱动入口函数 */
static int __init MyMutexLED_init(void)
{
int ret;
mutex_init(&strMyMutexLED.mutex);
/*初始化互斥体*/
ret=Get_gpio_num();//读引脚编号
if(ret < 0) return ret;
/* 1、申请“gpio编号”*/
ret=led_GPIO_request();//申请“gpio编号”
if(ret < 0) return ret;//向gpio子系统申请使用“gpio编号” 失败
/*2、申请设备号*/
strMyMutexLED.major=0;
if(strMyMutexLED.major)/*如果指定了主设备号*/
{
strMyMutexLED.devid = MKDEV(strMyMutexLED.major, 0);
//输入参数strMyMutexLED.major为“主设备号”
//输入参数0为“次设备号”，大部分驱动次设备号都选择0
//将strMyMutexLED.major左移20位，再与0相或，就得到“Linux设备号”
ret=register_chrdev_region( strMyMutexLED.devid,\
MyMutexLED_CNT, \
MyMutexLED_NAME );
//strMyMutexLED.devid表示起始设备号
//MyMutexLED_CNT表示次设备号的数量
//MyMutexLED_NAME表示设备名
if(ret < 0)
goto free_gpio;
}
else
{ /* 没有定义设备号 */
ret=alloc_chrdev_region( &strMyMutexLED.devid,\
0, \
MyMutexLED_CNT,\
MyMutexLED_NAME);
/* 申请设备号 */
//strMyMutexLED.devid：保存申请到的设备号
//0：次设备号的起始地址
//MyMutexLED_CNT：要申请的次设备号数量；
//MyMutexLED_NAME：表示“设备名字”
if(ret < 0)
goto free_gpio;
strMyMutexLED.major = MAJOR(strMyMutexLED.devid);
/* 获取分配号的主设备号 */
//输入参数strMyMutexLED.devid为“Linux设备号”
//将strMyMutexLED.devid右移20位得到“主设备号”
strMyMutexLED.minor = MINOR(strMyMutexLED.devid);
/* 获取分配号的次设备号 */
//输入参数strMyMutexLED.devid为“Linux设备号”
//将strMyMutexLED.devid与0xFFFFF相与后得到“次设备号”
}
/*3、注册字符设备*/
strMyMutexLED.cdev.owner = THIS_MODULE;
//使用THIS_MODULE将owner指针指向当前这个模块
cdev_init(&strMyMutexLED.cdev,&MyMutexLED_fops);
//注册字符设备，初始化“字符设备结构变量strMyMutexLED.cdev”
//strMyMutexLED.cdev是等待初始化的结构体变量
//MyMutexLED_fops就是字符设备文件操作函数集合
/*4、添加字符设备*/
ret=cdev_add(&strMyMutexLED.cdev,strMyMutexLED.devid,MyMutexLED_CNT);
//添加字符设备
/*&strMyMutexLED.cdev表示指向要添加的字符设备，即字符设备结构strMyMutexLED.cdev变量*/
//strMyMutexLED.devid表示设备号
//MyMutexLED_CNT表示需要添加的设备数量
if(ret < 0 ) //添加字符设备失败
goto del_register;
printk("dev id major = %d,minor = %d\r\n", strMyMutexLED.major, strMyMutexLED.minor);
printk("MyMutexLED_init is ok!!!\r\n");
/*5、自动创建设备节点 */
strMyMutexLED.class =class_create(THIS_MODULE, MyMutexLED_NAME);
if (IS_ERR(strMyMutexLED.class)){
goto del_cdev;
}
/*6、创建设备 */
strMyMutexLED.device = device_create(strMyMutexLED.class, NULL, strMyMutexLED.devid, NULL, MyMutexLED_NAME);
//创建设备
//设备要创建在strMyMutexLED.class类下面
//NULL表示没有父设备
//strMyMutexLED.devid是设备号;
//参数drvdata=NULL，设备没有使用数据
//MyMutexLED_NAME是设备名字
//如果设置fmt=MyMutexLED_NAME 的话，就会生成/dev/MyMutexLED_NAME设备文件。
//返回值就是创建好的设备。
if (IS_ERR(strMyMutexLED.device)){
goto destroy_class;
}
return 0;
destroy_class:
class_destroy(strMyMutexLED.class);
//删除类
//strMyMutexLED.class就是要删除的类
del_cdev:
cdev_del(&strMyMutexLED.cdev);
//删除字符设备
//&strMyMutexLED.cdev表示指向需要删除的字符设备，即字符设备结构strMyMutexLED.cdev变量
del_register:
unregister_chrdev_region(strMyMutexLED.devid, MyMutexLED_CNT);
/* 释放设备号 */
//strMyMutexLED.devid：需要释放的起始设备号
//MyMutexLED_CNT：需要释放的次设备号数量；
free_gpio://申请设备号失败
/*释放gpio编号*/
gpio_free(strMyMutexLED.led_gpio);
return -EIO;
}
/*驱动出口函数 */
static void __exit MyMutexLED_exit(void)
{
/*1、删除字符设备*/
cdev_del(&strMyMutexLED.cdev);
/*删除字符设备*/
/*&strMyMutexLED.cdev表示指向需要删除的字符设备，即字符设备结构&strMyMutexLED.cdev变量*/
/*2、 释放设备号 */
unregister_chrdev_region(strMyMutexLED.devid, MyMutexLED_CNT);
/*释放设备号 */
//strMyMutexLED.devid：需要释放的起始设备号
//MyMutexLED_CNT：需要释放的次设备号数;
/*3、 删除设备 */
device_destroy(strMyMutexLED.class, strMyMutexLED.devid);
//删除创建的设备
//strMyMutexLED.class是要删除的设备所处的类
//strMyMutexLED.devid是要删除的设备号
/*4、删除类*/
class_destroy(strMyMutexLED.class);
//删除类
//strMyMutexLED.class就是要删除的类
/*5、释放gpio编号*/
gpio_free(strMyMutexLED.led_gpio);
}
module_init(MyMutexLED_init);
//指定MyMutexLED_init()为驱动入口函数
module_exit(MyMutexLED_exit);
//指定MyMutexLED_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.”
7、LED_APP.c如下：
//添加延时程序，导致关闭文件推迟，为了是演示互斥访问共享资源的效果
#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 filename <1>|<0>如果是1表示打开LED，如果是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];
unsigned char cnt = 0;
if(argc != 3)
{
printf("Error Usage!\r\n");
return -1;
}
//argv[]是指向输入参数“./LED_App” “/dev/LED” “1”
filename = argv[1];
//argv[1]指向字符串“/dev/LED”
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
printf("close file %s\r\n", filename);
return -1;
}
/* 模拟占用10S LED */
//添加延时程序，导致关闭文件推迟，为了是演示互斥访问共享资源的效果
while(1) {
sleep(5);
cnt++;
printf("App running times:%d\r\n", cnt);
if(cnt >= 2) break;
}
/* 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;
}
else printf("close file %s\r\n", filename);
return 0;
}
8、创建Makefile
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
MyMutexLED_Module-objs = LEDInterface.o LED.o
obj-m := MyMutexLED_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 $(MyAPP) /home/zgq/linux/nfs/rootfs/lib/modules/5.4.31/ -f
9、添加“c_cpp_properties.json”
按下“Ctrl+Shift+P”,打开VSCode控制台，然后输入“C/C++:Edit Configurations(JSON)”,打开以后会自动在“.vscode ”目录下生成一个名为“c_cpp_properties.json” 的文件。
修改c_cpp_properties.json内容如下所示:
{
"configurations": [
{
"name": "Linux",
"includePath": [
"${workspaceFolder}/**",
"/home/zgq/linux/atk-mp1/linux/my_linux/linux-5.4.31",
"/home/zgq/linux/Linux_Drivers/MyMutexLED",
"/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
}
10、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MyMutexLED_Module.ko”
11、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“MyMutexLED_Module.ko和LED_APP”是否存在
输入“depmod”,驱动在第一次执行时，需要运行“depmod”
输入“modprobe MyMutexLED_Module.ko”，加载“MyMutexLED_Module.ko”模块
输入“lsmod”查看有哪些驱动在工作
输入“ls /dev/MyMutexLEDName -l回车”，发现节点文件“/dev/MyMutexLEDName”
输入“./LED_APP /dev/MyMutexLEDName 1 &回车”先执行开灯;
注意：“ &”表示在后台运行LED_APP这个软件。
等待出现“close file /dev/MyMutexLEDName”
输入“./LED_APP /dev/MyMutexLEDName 0回车”先执行关灯;
输入“rmmod MyMutexLED_Module.ko”，卸载“MyMutexLED_Module.ko”模块
注意:输入“rmmod MyMutexLED_Module”也可以卸载“MyMutexLED_Module.ko”模块
输入“lsmod”查看有哪些驱动在工作。
输入“ls /dev/MyMutexLEDName -l回车”，查询节点文件“/dev/MyMutexLEDName”是否存在
