[驱动开发]gpio子系统及中断实现led亮灭

Joycenine2023-08-01 23:41

编写LED灯的驱动，使用GPIO子系统，里面添加按键的中断处理

1.应用程序发送指令控制发光二极管亮灭

2.按键1按下，led1电位反转；按键2按下，led2电位反转；按键3按下，led3电位反转

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//头文件
#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__

//功能码
#define LED_ON _IOW('l',1,int)
#define LED_OFF _IOW('l',0,int)
#endif
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//应用程序实现LED的亮灭
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include "led.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
	int a,b;
	while(1)
	{
		int fd_led = open("/dev/myled0",O_RDWR);	
		if(fd_led < 0)
		{
			printf("打开设备文件失败\n");
			exit(-1);
		}
		printf("请输入要控制的灯:1 2 3>>");
		scanf("%d",&b);
		printf("输入控制命令:0熄灭 1开灯>>>");
		scanf("%d",&a);
		switch(a)
		{
		case 1:
			ioctl(fd_led,LED_ON,&b);
			break;
		case 0:
			ioctl(fd_led,LED_OFF,&b);
			break;
		}
		close(fd_led);
	}
	return 0;
}
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//驱动程序
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>
#include<linux/of_irq.h>
#include<linux/interrupt.h>
#include "led.h"
/*  leds{
	led1-gpios=<&gpioe 10 0>;//10表示引脚编号  0表示默认
	led2-gpios=<&gpiof 10 0>;
	led3-gpios=<&gpioe 8 0>;
	};*/
struct device_node *dnode1;
struct device_node *dnode2;
struct gpio_desc *gpiono1;
struct gpio_desc *gpiono2;
struct gpio_desc *gpiono3;
struct cdev *cdev;
int major=168;
int minor=0;
struct class *cls;
struct device *dev;
dev_t devno;
int i;
unsigned int irqno[3];      //软中断号

//中断处理函数
irqreturn_t myirq_handler(int irqno, void *dev_id)
{
	unsigned int id=(unsigned int)dev_id;
	switch(id)
	{
		case 0:
			printk("KEY1_INTERRUPT\n");
			gpiod_set_value(gpiono1,!gpiod_get_value(gpiono1));
			break;
		case 1:
			printk("KEY2_INTERRUPT\n");
			gpiod_set_value(gpiono2,!gpiod_get_value(gpiono2));
			break;
		case 2:
			printk("KEY3_INTERRUPT\n");
			gpiod_set_value(gpiono3,!gpiod_get_value(gpiono3));
			break;
	}

	return IRQ_HANDLED;
}
/*********************封装操作方法***************************/
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	//printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
	return 0;
}


long mycdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
	int which;
	copy_from_user(&which,(void *)arg,4);
	switch(cmd)
	{
	case LED_ON:         // 亮灯
		switch(which)
		{
		case 1:   
			gpiod_set_value(gpiono1, 1);
			break;
		case 2:
			gpiod_set_value(gpiono2, 1);
			break;
		case 3:
			gpiod_set_value(gpiono3, 1);
			break;
		}
		break;
	case LED_OFF:
		switch(which)
		{
		case 1:
			gpiod_set_value(gpiono1, 0);
			break;
		case 2:
			gpiod_set_value(gpiono2, 0);
			break;
		case 3:
			gpiod_set_value(gpiono3, 0);
		}
		break;
	}
	//printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
	return 0;
}

int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
	//printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
	return 0;
}
/***********************************************************************/

//定义一个操作方法结构体变量并初始化
struct file_operations fops =
{
	.open    =  mycdev_open,
	.release =  mycdev_close,
	.unlocked_ioctl = mycdev_ioctl,
};
static int __init mycdev_init(void)
{
	int ret,i;
	//1.申请对象空间 cdev_alloc
	cdev = cdev_alloc();
	if(cdev == NULL)
	{
		printk("申请对象空间失败\n");
		ret=-EFAULT;
		goto out1;
	}
	printk("申请对象空间成功\n");
	//2.初始化对象 cdev_init
	cdev_init(cdev,&fops);
	printk("初始化对象成功\n");
	//3.申请设备号 register_chrdev_region()或clloc_chrdev_region()
	if(major != 0)  //静态申请
	{
		ret=register_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3,"myled");
		if(ret)
		{
			printk("申请静态设备号失败\n");
			goto out2;
		}
		printk("申请静态设备号成功major=%d\n",major);
	}
	else    //动态申请
	{
		ret=alloc_chrdev_region(&devno,minor,3,"myled");
		if(ret)
		{
			printk("申请动态设备号失败\n");
			goto out2;
		}
		major=MAJOR(devno);
		minor=MINOR(devno);
		printk("申请动态设备号成功major=%d\n",major);
	}

	//4.注册驱动对象 cdev_add()
	ret=cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),3);
	if(ret)
	{
		printk("注册驱动对象失败\n");
		goto out3;
	}
	printk("注册驱动对象成功\n");
	//5.向上提交目录 class_create()
	cls=class_create(THIS_MODULE,"myled");
	if(IS_ERR(cls))
	{
		printk("向上提交目录失败\n");
		ret = -PTR_ERR(cls);
		goto out4;
	}
	printk("向上提交目录成功\n");
	//6.向上提交设备信息 device_create()
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		dev=device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"myled%d",i);
		if(IS_ERR(dev))
		{
			printk("向上提交设备节点失败\n");
			ret = -PTR_ERR(dev);
			goto out5;
		}
	}
	printk("向上提交设备信息成功\n");
	// 根据设备树节点的路径解析设备树信息
	dnode1 = of_find_node_by_path("/leds");
	if (dnode1 == NULL)
	{
		printk("解析设备树节点led失败\n");
		return -EFAULT;
	}
	printk("解析设备树节点led成功\n");
	// 申请gpio_desc对象并设置输出为低电平
	gpiono1 = gpiod_get_from_of_node(dnode1, "led1-gpios", 0, GPIOD_OUT_LOW, NULL);
	if (IS_ERR(gpiono1))
	{
		printk("申请gpio1对象失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono1);
	}
	printk("申请gpio1对象成功\n");
	gpiono2 = gpiod_get_from_of_node(dnode1, "led2-gpios", 0, GPIOD_OUT_LOW, NULL);
	if (IS_ERR(gpiono2))
	{
		printk("申请gpio2对象失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono2);
	}
	printk("申请gpio2对象成功\n");
	gpiono3 = gpiod_get_from_of_node(dnode1, "led3-gpios", 0, GPIOD_OUT_LOW, NULL);
	if (IS_ERR(gpiono3))
	{
		printk("申请gpio3对象失败\n");
		return -PTR_ERR(gpiono3);
	}
	printk("申请gpio3对象成功\n");

	// 根据设备树节点的路径解析设备树信息
	dnode2 = of_find_node_by_path("/myirq");
	if (dnode2 == NULL)
	{
		printk("解析设备树节点myirq失败\n");
		return -EFAULT;
	}
	printk("解析设备树节点myirq成功\n");
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		//获取软中断号
		irqno[i]=irq_of_parse_and_map(dnode2,i);
		if(!irqno[i])
		{
			printk("软中断号irqno[%d]获取失败\n",i);
			return -ENXIO;
		}
		printk("软中断号获取成功irqno[%d]=%d\n",i,irqno[i]);

		//注册中断
		ret=request_irq(irqno[i],myirq_handler,IRQF_TRIGGER_FALLING,"key",(void *)i);
		if(ret)
		{
			printk("注册驱动失败\n");
			return ret;
		}
		printk("key%d中断注册成功\n",i);
	}
	return 0;
out5:
	for(--i;i>=0;i--)
	{
		//销毁上面提交的设备信息
		device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
	}
	class_destroy(cls);
out4:
	cdev_del(cdev);
out3:
	unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor),3);
out2:
	kfree(cdev);
out1:
	return ret;
}
static void __exit mycdev_exit(void)
{
	// 灭灯
	gpiod_set_value(gpiono1, 0);
	gpiod_set_value(gpiono2, 0);
	gpiod_set_value(gpiono3, 0);
	// 释放gpio编号
	gpiod_put(gpiono1);
	gpiod_put(gpiono2);
	gpiod_put(gpiono3);
	//注销中断
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		free_irq(irqno[i],NULL);
	}
}
module_init(mycdev_init);
module_exit(mycdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
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