通过字符设备驱动点亮板子上的led灯

通过字符设备驱动点亮板子上的led灯

app:      test.c  char buf[3]

                       1 0 0

   0 1 0

   0 0 1

------------------|------------------------

kernel:   led_driver.c

-------------------|------------------------

hardware:  RGB_led

  • 应用程序如何将数据传递给驱动（读写的方向是站在用户的角度来说的）

函数

1）从用户空间拷贝数据到内核空间（用户需要写数据的时候）

#include <linux/uaccess.h>
int copy_from_user(void *to, const void __user *from, int n)
	功能：从用户空间拷贝数据到内核空间（用户需要写数据的时候）
	参数：
		@to  :内核中内存的首地址
		@from:用户空间的首地址
		@n   :拷贝数据的长度（字节）
	返回值：成功返回0，失败返回未拷贝的字节的个数

2）从内核空间拷贝数据到用户空间（用户开始读数据）

int copy_to_user(void __user *to, const void *from, int n)
	功能：从内核空间拷贝数据到用户空间（用户开始读数据）
	参数：
		@to  :用户空间内存的首地址
		@from:内核空间的首地址
		@n   :拷贝数据的长度（字节）
	返回值：成功返回0，失败返回未拷贝的字节的个数

驱动如何操作寄存器

rgb_led灯的寄存器是物理地址，在linux内核启动之后，在使用地址的时候，操作的全是虚拟地址。需要将物理地址转化为虚拟地址。在驱动代码中操作的虚拟地址就相当于操作实际的物理地址。

物理地址<---转化--->虚拟地址

3)将物理地址映射成虚拟地址

虚拟首地址 = ioremap（物理基地址，字节大小）
void * ioremap(phys_addr_t offset, unsigned long size)
（当__iomen告诉编译器，取的时候是一个字节大小）
功能：将物理地址映射成虚拟地址
参数：
	@offset :要映射的物理的首地址
	@size   :大小（字节）(映射是以业为单位，一页为4K,就是当你小于4k的时候映射的区域都为4k)
返回值：成功返回虚拟地址，失败返回NULL（（void *）0）; 

4)取消映射

void iounmap(void  *addr)
		功能：取消映射
		参数：	
			@addr ：虚拟首地址
		返回值：无
#define	ENOMEM		12	/* Out of memory */

操作步骤

1、//通过虚拟地址对寄存器更改设置值，实行对硬件的初始化

用户使用发送对硬件控制的指令给底层驱动，底层驱动驱动硬件做对应动作：

 应用层write，驱动对应write获取到传送的指令：

copy_from_user(内核空间首地址，用户空间地址，拷贝字节数);

2、 //将用户空间数据拷贝到内核空间

应用层read,驱动对应read需要将内核空间数据拷贝用户空间：

copy_to_user(用户空间地址，内核空间首地址，拷贝字节数);、

Eg:点灯

  • 软件编程控制硬件的思想：

只需要向控制寄存器中写值或者读值，就可以让我们处理器完成一定的功能。

RGB_led 

1》GPIOxOUT：控制引脚输出高低电平

RED_LED--->GPIOA28

GPIOAOUT --->  0xC001A000

GPIOA28输出高电平：

GPIOAOUT[28]  <--写--  1

GPIOA28输出低电平：

GPIOAOUT[28]  <--写--  0

2》GPIOxOUTENB：控制引脚的输入输出模式

GPIOAOUTENB  ---> 0xC001A004

设置GPIOA28引脚为输出模式：

GPIOAOUTENB[28] <--写-- 1

3》GPIOxALTFN：控制引脚功能的选择

GPIOAALTFN1  ---> 0xC001A024

设置GPIOA28引脚为GPIO功能：

GPIOAALTFN1[25:24]  <--写-- 0b00

00 = ALT Function0   

01 = ALT Function1 

10 = ALT Function2   

11 = ALT Function3 

GPIO引脚功能的选择：每两位控制一个GPIO引脚

red  :gpioa28

GPIOXOUT   :控制高低电平的   0xC001A000

GPIOxOUTENB：输入输出模式    0xC001A004

GPIOxALTFN1：function寄存器  0xC001A024

（一个寄存器36个字节）

green:gpioe13

0xC001e000

blue :gpiob12

0xC001b000

练习：

1.字符设备驱动实现流水灯（30分钟）

//读，改，写

writel(v,c)

功能:向地址中写一个值

参数：

@ v :写的值

@ c :地址

readl(c)

功能：读一个地址，将地址中的值给返回

参数：

@c :地址

七色LED流水灯驱动

内核层 led驱动函数

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/printk.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define NAME "chrdev_devled"
//定义宏保存物理地址基地址
#define RED_BASE 0xc001a000
#define GRE_BASE 0xc001e000
#define BLU_BASE 0xc001b000
//定义指针保存映像后的虚拟地址首地址
unsigned int *red_addr = NULL;
//定义指针保存映像后的虚拟地址首地址
unsigned int *gre_addr = NULL;
//定义指针保存映像后的虚拟地址首地址
unsigned int *blu_addr = NULL;
int size=32;
int major = 0; //保存主设备号
char kbuf[32];//
char kbuf_r[32]="welcome to hqyj";
// open read write release 初始化
int myopen(struct inode *node, struct file *file_t)
{
    printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
ssize_t myread(struct file *file_t, char __user *ubuf, size_t n, loff_t *off_t)
{
    printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    //将内核空间数据拷贝到用户空间
    if(sizeof(kbuf_r)<size)
    size=sizeof(kbuf_r);
    if(copy_to_user(ubuf,kbuf_r,size)!=0)
    {
        printk("copy_to_user err.");
        return -EINVAL;
    }
    // printk("kbuf=%s\n",kbuf);
    return 0;
}
ssize_t mywrite(struct file *file_t, const char __user *ubuf, size_t n, loff_t *off_t)
{
    printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    //将用户空间—（ubuf） 的数据拷贝到内核空间（kbuf）
    if(sizeof(kbuf)<size)
    size=sizeof(kbuf);
    if(copy_from_user(kbuf,ubuf,size)!=0)
    {
        printk("copy_from_user err.");
        return -EINVAL;
    }
    printk("kbuf=%s\n",kbuf);
    if(kbuf[0]==1)
    {
        //红灯开
        *red_addr |= (1<<28);
    }
    else if(kbuf[0]==0)
    {
        //红灯关
         *red_addr &= (~(1<<28));
    }
    if(kbuf[1]==1)
    {
        //红灯开
        *gre_addr |= (1<<13);
    }
    else if(kbuf[1]==0)
    {
        //红灯关
         *gre_addr &= (~(1<<13));
    }
    if(kbuf[2]==1)
    {
        //蓝灯开
        *blu_addr |= (1<<12);
    }
    else if(kbuf[2]==0)
    {
        //蓝灯关
         *blu_addr &= (~(1<<12));
    }
    return 0;
}
int myclose(struct inode *node, struct file *file_t)
{
    printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
struct file_operations fops = {
    .open = myopen,
    .read = myread,
    .write = mywrite,
    .release = myclose,
};
//入口函数
static int __init chrdev_init(void)
{
    printk("%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    //注册字符设备驱动： 主设备号 驱动名 结构体
    major=register_chrdev(major, NAME, &fops);
    //容错判断
    if(major < 0)
    {
        printk("chrdev_register err.\n");
        return -EINVAL;
    }
    //建立虚拟地址和物理地址之间的映射关系——控制红灯
    red_addr = (unsigned int *)ioremap(RED_BASE,40);
    if(red_addr == NULL)
    {
        printk("ioremap red err.\n");
        return -EINVAL;
    }
    //初始化红灯
    *(red_addr+9) &=(~(3<<24));//选择GPIOA28功能
     *(red_addr+1) |=(1<<28);//选择输出使能
      *red_addr &=(~(1<<28));//红灯关闭
      //建立虚拟地址和物理地址之间的映射关系——控制绿灯
    gre_addr = (unsigned int *)ioremap(GRE_BASE,40);
    if(red_addr == NULL)
    {
        printk("ioremap red err.\n");
        return -EINVAL;
    }
       //初始化绿灯
    *(gre_addr+8) &=(~(3<<26));//选择GPIOE13功能
    *(gre_addr+1) |=(1<<13);//选择输出使能
    *gre_addr &=(~(1<<13));//绿灯关闭
    //建立虚拟地址和物理地址之间的映射关系——控制蓝灯
    blu_addr = (unsigned int *)ioremap(BLU_BASE,40);
    if(blu_addr == NULL)
    {
        printk("ioremap red err.\n");
        return -EINVAL;
    }
       //初始化蓝灯
    *(blu_addr+8) &=(~(0<<24));//选择GPIOB12功能
    *(blu_addr+8) |=(1<<25);//选择GPIOB12功能
    *(blu_addr+1) |=(1<<12);//选择输出使能
    *blu_addr &=(~(1<<12));//蓝灯关闭
    return 0;
}
//出口函数
static void __exit chrdev_exit(void)
{
    printk(KERN_ERR "%s %s %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    //取消映射
    iounmap(red_addr);
    //注销字符设备驱动
    unregister_chrdev(major, NAME);
}
module_init(chrdev_init);//入口
module_exit(chrdev_exit);//出口
MODULE_LICENSE("GPL");//协议

Makefile

KERNEL_PATH=/home/hq/kernel/kernel-3.4.39  #开发板的路径
#KERNEL_PATH=/lib/modules/$(shell uname -r)/build #虚拟机路径

PWD=$(shell pwd)  #将shell命令pwd执行的结果赋值给PWD变量
all:
	make -C $(KERNEL_PATH) M=$(PWD) modules
	# -C 路径：指定到切换到那个路径，执行make modules命令
	#  M=路径:指定需要编译的驱动代码所在的路径

.PHONY:clean
clean:
	make -C $(KERNEL_PATH) M=$(PWD) clean

obj-m += chrdev.o

#要编译生成驱动模块的目标程序

应用层

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
 
#include <stdio.h>
 

void delay()
{
    int i;
    while(i<100)
    {
        i++;
    }
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    int fd = open(argv[1],O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open %s failed\n",argv[1]);
        return 2;
    }
    char buf[32] = {1,0,0};
    int i=0;
    int j=0;
    int z=0;
    while(1)
    {
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        // for(;i<3;i++)
        // {
            
        //     buf[0]=buf[0]?0:1;
        //     delay();
        //     for(;j<2;j++)
        //     {
                
        //         buf[1]=buf[1]?0:1;
        //         delay();
        //         for(;z<1;z++)
        //         {
                    
        //             buf[2]=buf[2]?0:1;
        //             delay();
        //         }
        //     }
        // }

        sleep(1);
        buf[0]=1;
        buf[1]=0;
        buf[2]=0;
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        sleep(1);
        buf[0]=0;
        buf[1]=1;
        buf[2]=0;
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        sleep(1);
        buf[0]=0;
        buf[1]=0;
        buf[2]=1;
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        sleep(1);
        buf[0]=1;
        buf[1]=1;
        buf[2]=0;
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        sleep(1);
        buf[0]=1;
        buf[1]=0;
        buf[2]=1;
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        sleep(1);
        buf[0]=0;
        buf[1]=1;
        buf[2]=1;
        write(fd,buf,sizeof(buf));
        sleep(1);
        buf[0]=1;
        buf[1]=1;
        buf[2]=1;
        write(fd,buf,sizeof(buf));

        // sleep(1);
        // // buf[2]=buf[2]?0:1;
        // buf[0]=buf[0]?0:1;
        // // buf[1]=buf[1]?0:1;
        // write(fd,buf,sizeof(buf));

        // sleep(1);
        // // buf[0]=buf[0]?0:1;
        // buf[1]=buf[1]?0:1;
        // // buf[2]=buf[2]?0:1;
        //  write(fd,buf,sizeof(buf));
     
        // sleep(1);
        // // buf[1]=buf[1]?0:1;
        // buf[2]=buf[2]?0:1;
        // write(fd,buf,sizeof(buf));

    }
    
    close(fd);
    return 0;
}

设备节点创建问题（udev/mdev）

（mknod hello  c 243 0，手动创建设备节点hello）

（宏有返回值：为最后一句话执行的结果）

mknod 设备节点名 c/b 主设备号 次设备号

1、设置自动创建设备节点：

struct class *cls=class_create(THIS_MODULE,名字); 

struct device *dev=device_create(cls,NULL,\

MKDEV(主设备号,次设备号),NULL,设备节点的名字)；

2、卸载驱动：设置自动销毁设备节点

device_destroy(cls,MKDEV(major,0));

class_destroy(cls);

1)自动创建设备节点：

struct class *cls;
#include <linux/device.h>
cls = class_create(owner, name)	
void class_destroy(struct class *cls)//销毁
	功能：向用户空间提交目录信息（内核目录的创建）
	参数：
		@owner :THIS_MODULE（看到owner就添THIS_MODULE）
		@name  :目录名字
	返回值：成功返回struct class *指针
			失败返回错误码指针 int (-5)	
if(IS_ERR(cls))
{	
	return PTR_ERR(cls);（PTR_ERR：把错误码指针转换成错误码）	
}

IS_ERR(): 返回值为0，不在错误码地址范围，非0，在错误码地址范围,内核从0xffffffff 地址开始往地址减少的方向，预留了4K空间用来作为错误码的地址。

2)向用户空间提交文件信息

struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)
//（内核文件的创建），每个文件对应一个外设（硬件设备）
/void device_destroy(struct class *class, dev_t devt)//销毁
	功能：向用户空间提交文件信息
	参数：
		@class :目录名字
		@parent:NULL
		@devt  :设备号 （major<<12 |0  < = > MKDEV(major,0)）
		@drvdata :NULL
		@fmt   :文件的名字
	返回值：成功返回struct device *指针
			失败返回错误码指针 int (-5)

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基于JAVA的校园电商物流云平台 开源项目

基于JAVA的校园电商物流云平台 开源项目

目录 一、摘要1.1 项目介绍1.2 项目录屏 二、功能模块2.1 数据中心模块2.2 商品数据模块2.3 快递公司模块2.4 物流订单模块 三、系统设计3.1 用例设计3.2 数据库设计3.2.1 商品表3.2.2 快递公司表3.2.3 物流订单表 四、系统展示五、核心代码5.1 查询商品5.2 查询快递公司5.3 查…
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模型稳定性评估 简介

模型稳定性评估 简介

OOT OOT&#xff08;Out of Time&#xff09;是在建模过程中用于描述模型在时间维度上的性能变化的术语。当模型在训练时使用的数据集与实际应用场景中的数据分布发生差异&#xff0c;特别是在时间上存在间隔时&#xff0c;就可能出现OOT问题。 OOT通常指的是模型在训练时使用…
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