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Linux驱动入门实验班——基础驱动模板（附百问网视频链接）

news 来源：原创 2024/9/20 13:48:53

一、GPIO子系统

1.确定引脚编号

2.写程序

二、中断函数

使用中断的流程

三、定时器

1.定时器两要素

2.使用定时器

四、交互流程解读

1、非阻塞访问和阻塞访问

2、POLL

3、异步通知

课程链接

一、GPIO子系统

如何驱动GPIO

1.确定引脚编号

可以在开发板上，执行以下命令查看

cat /sys/kernel/debug/gpio

2.写程序

①获得GPIO（gpio_request）

函数原型

int gpio_request(unsigned int gpio, const char *label);

unsigned int gpio：要请求的GPIO引脚号。
const char *label：用于标识GPIO引脚的字符串。
unsigned long flags：标志位，用于设置GPIO引脚的属性。

返回值为整型，返回0表示请求成功，返回负数表示请求失败。

②设置方向(gpio_direction_input、gpio_direction_output)

函数原型：

int gpio_direction_input(unsigned int gpio);

参数：

unsigned gpio：指定的GPIO引脚编号

返回值：

int：成功返回0，失败返回负数错误码

int gpio_direction_output(unsigned int pin, int value);

参数:

unsigned int pin: 指定的GPIO引脚编号
int value: 初始化输出的值，0代表低电平，1代表高电平

返回值:

成功返回0，失败返回负数错误码

③读值、写值(gpio_get_value\gpio_set_value)

int gpio_get_value(unsigned int gpio);

参数：GPIO的引脚号

返回值：int类型，返回GPIO引脚的值，0表示引脚低电平，1表示引脚高电平

int gpio_set_value(unsigned int gpio, unsigned int value);

参数：GPIO的编号和要设置的值，

返回值：为0表示成功，其他值表示失败。

④释放GPIO(gpio_free)

二、中断函数

使用中断的流程

● 确定中断号

● 注册中断处理函数

○ request_irq函数

函数原型：int request_irq(unsigned int irq,irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long flags, const char *dev_name,void *dev_id);void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);
返回值：成功为0，失败负值，-EBUSY表示一个驱动正在使用这个中断线（不常见）；
参数说明：unsigned int irq：请求的中断号，这个是系统预先设定好的，可以在irq.h中找到对应值；irqreturn_t (*handler) (int ,void *, struct pt_regs *)：中断处理函数指针；unsigned long flags：中断标志位，可以是一个或者多个，它跟中断处理相关；const char *dev_name：中断名称，这个可以在系统运行后查看/proc/interrupts找到对应名称void *dev_id：主要用在共享型中断线中，它一般指向对应驱动的私有数据，以便中断释放的时候，只释放        指定驱动中的中断，它具有唯一性；当它不是共享型的时候，可以设定为NULL，但是建议将它指向设备结构体；

○ 参数细节

request_irq函数的第一个参数是中断号，可以根据GPIO函数获得中断号：
int gpio_to_irq(unsigned gpio);
int gpiod_to_irq(const struct gpio_desc *desc);

第三个参数：

IRQF_DISABLED：如果被指定它，那么它会禁用其他所有中断，如果不设定，程序可以和其他中断程序同时运行；

IRQF_TIMER：为系统的定时器中断而准备的。

IRQF_SHARED：表示多个中断处理程序可以共享中断号，即如果没有设定只有一个中断程序使用这个中断号，如果设定了，多个中断程序可以共享这个中断号。

● 中断处理函数

○ 分辨中断

○ 处理中断

○ 清楚中断

三、定时器

1.定时器两要素

● 超时时间

● 处理函数

2.使用定时器

init_timer(timer)

● 函数功能：

初始化timer。

void setup_timer(timer, fn, data)

● 函数功能：

与init_timer()类似，fn为定时器回调函数，data为回调函数的参数。

● 参数：

timer_id：定时器的ID，用于区分不同的定时器。
interval：定时器的间隔时间，单位为毫秒。
callback：定时器触发时调用的回调函数。

● 返回值：

无返回值。

void add_timer(struct timer_list *timer)

● 函数功能：
用于向 Linux 内核注册定时器，使用 add_timer 函数向内核注册定时器以后，定时器就会开始运行。

int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)

● 函数功能：
用于修改定时值，如果定时器还没有激活的话， mod_timer 函数会激活定时器。

  ● 参数：
        timer：要修改超时时间的定时器。
        expires：修改后的超时时间。

● 返回值：

0，调用 mod_timer 函数前定时器未被激活；

1，调用 mod_timer 函数前定时器已被激活。

del_timer(struct timer_list * timer)

● 函数功能：
用于删除一个定时器，不管定时器有没有被激活，都可以使用此函数删除。

四、交互流程解读

1、非阻塞访问和阻塞访问

当应用程序传入O_NONBLOCK标志位后，驱动程序会判断这个标志位，当然驱动程序可以选择判不判断这个标志位。

○ 如果APP传入该标志位当数组为空时，驱动程序就会立即返回。

○ 如果APP没有传入该标志位当数组为空时，驱动程序就会往下执行

wait_event_interruptible(gpio_wait, !is_key_buf_empty());

一直等待到当 !is_key_buf_empty()条件成立后，才继续往下执行。

2、POLL

poll 函数原型：#include <poll.h>int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);参数说明：1. fds：传入传出参数，指向struct pollfd类型数组的首元素，每个数组元素指定一个描述符以及对其关心的状态，关于这个结构体的说明在本小节后面阐述。2. nfds：指明fds指向的数组元素个数。3. timeout：该参数指定poll阻塞等待文件描述符就绪的毫秒数。会被四舍五入到系统时钟粒度。这个参数有三种可能：○ timeout设置为负数：一直阻塞等待，直到有描述符准备就绪；○ timeout设置为 0：不等待，检查描述符后直接返回。○ timeout设置为正数：阻塞等待timeout设置的毫秒数，期间有描述符准备就绪就返回，没有就等到时间结束返回。返回值：成功返回已准备就绪的描述符个数；超时返回0；失败返回-1。