基于tiny4412开发板LED灯驱动标准的read write函数写法

简介

原来曾经写过一个led灯的驱动，调用read write函数对灯的亮灭进行操作，虽然达到了控制的目的，学过系统编程的人知道，其实标准的read write函数的用法，并不是这样的，在对文件操作时，我们读取相关文件内容时，每当我们读取一部分内容时，文件内位置指针会随着移动，在进行文件内容读取时，读取内容会在当前位置读取一定数量的内容。写操作同样。当我们写一些内容到一个文件，例如将1234456789写到new.txt中，先写1234，在写56789，打开文件我们会发现，写入内容为123456789，后写入的56789并没有将原来写入的1234覆盖掉（这两次写操作均是在一次文件打开中执行，关闭后重新打开会覆盖掉原来的内容）。我们写的read write函数，进行例如读取灯的状态时，每次读一个灯的状态，往往读取的都是第一个灯的状态，并不会随着我们读取次数的增加，而灯的位置发生变化，驱动比较笨不会进行位置偏移，或者写的并不符合标准，就这个问题将给出标准的基于led read write函数的写法，实现像操作文件一样去操作灯。

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驱动层read write函数原型

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);

我们可以看到这两个函数与我们写上层应用时，参数是不一样的，多了一个loff_t *。这就是驱动层与应用层的区别，而我们实现驱动led灯，像操作文件一样，这个参数至关总要。这个参数是干什么的呢？这个参数记录着当前操作位置。也就是一个文件内有123456789内容我先读取了1234这几项内容，假如文件没有关闭，再继续读文件会从5开始读取，并不会从1开始读取，实现这个功能就是loff_t *的作用，它会把当前文件操作的位置记录下来，方便下次操作。

之前的reead write代码

ssize_t leddriver_read(struct file *file, char __user *usr, size_t size, loff_t *loft){    unsigned char LED_STATUE; copy_from_user(&LED_STATUE,usr,1); printk("leddriver read is %d\r\n",LED_STATUE);  switch(LED_STATUE)    { case 10:GPM4DAT |= (0x1<<0);break; case 11:GPM4DAT &=~(0X1<<0);break; case 20:GPM4DAT |= (0x1<<1);break; case 21:GPM4DAT &=~(0X1<<1);break; case 30:GPM4DAT |= (0x1<<2);break; case 31:GPM4DAT &=~(0X1<<2);break; case 40:GPM4DAT |= (0x1<<3);break; case 41:GPM4DAT &=~(0X1<<3);break;  }  return 0;}

只能传入参数控制某个灯亮

新的标准led read write函数

ssize_t leddriver_read(struct file *file, char __user *usr, size_t size, loff_t *loft){    loff_t cur_pos=*loft;//取出当前读写位置值  unsigned char led_statue[10],i,LED_NUM=4;  //读取数据长度为0什么也不做 返回0 退出程序的执行  if(size<=0)    {    return 0;  }  //读取位置在末尾 无论size是多少都不能读出数据 数据有效区域越界  if(cur_pos>=LED_NUM)    {     return 0;  }  //判断size+当前位置是大于文件大小，只读取有效位的内容  if(cur_pos+size>LED_NUM)    {    size=LED_NUM-cur_pos;  }  for(i=0;i<LED_NUM;i++)    {     if(GPM4DAT &(1<<i))     led_statue[i]=1;     else        led_statue[i]=0;  }  if(copy_to_user(usr,&led_statue[cur_pos],size)){     printk("copy to user err\r\n");     return -EFAULT;    };  //指针重新定位当前位置  *loft+=size; return size;}

ssize_t leddriver_write (struct file *file, const char __user *usr, size_t size, loff_t *loft){  loff_t cur_pos=*loft;  unsigned char led_statue[10],i,LED_NUM=4;  //写入数据大小为0 什么也不操作返回0退出  if(size<=0)    {    return 0;  }  //当前位置大于等于文件最大有效数据，即使写入数据也是无效，所依不进行操作 返回0退出  if(cur_pos>=LED_NUM)    {   return 0;  }  //如果当前位置加上所要读取数据的长度大于剩余有效位   只读取有效数据位的数值  if(size+cur_pos>LED_NUM)    {   size=LED_NUM-cur_pos;  }  if(copy_from_user(&led_statue[cur_pos],usr,size))    {     printk("copy from user err\r\n");     return -EFAULT;  }  for(i=0;i<size;i++)    {    if(led_statue[i+cur_pos]==0)    GPM4DAT &= ~(1<<(i+cur_pos));    else    GPM4DAT |= (1<<(i+cur_pos));      }  *loft+=size;  return size;}

验证led write的app函数

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(int argc,char *argv[]){  int led_fp,i;  unsigned char led_statue[4]={1,1,1,1},statue[4]={0};  led_fp = open(argv[1],O_RDWR);    write(led_fp,led_statue,2);    sleep(2);    write(led_fp,led_statue,2);  close(led_fp);}

运行这个app函数会发现，两个灯先亮，两秒之后，剩余两个灯再次亮起。实现箱操作文件那样，可以在原来的基础上进行操作的用法。

验证led read的app函数

因为lseek函数还没写，所以文件在上一步写完后会定位到，文件末尾，在进行读操作，什么也读不到。所以进行写操作后，需要将文件关闭，再次打开在进行读取验证，否则验证结果不正确。

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(int argc,char *argv[]){  int led_fp,i;  unsigned char led_statue[4]={1,1,0,1},statue[4]={0};  led_fp = open(argv[1],O_RDWR);    read(led_fp,statue,2);    for(i=0;i<2;i++)    {      if(statue[i]==0)        {        printf("第%d个灯亮\r\n",i+1);        }      else        {        printf("第%d个灯灭\r\n",i+1);        }    }    sleep(1);    read(led_fp,statue,2);    for(i=0;i<2;i++)    {      if(statue[i]==0)        {        printf("第%d个灯亮\r\n",i+1);        }      else        {        printf("第%d个灯灭\r\n",i+1);        }    }  close(led_fp);}

运行app后会依次读取灯的状态。

总结

像操作文件一样操作led灯，就要依赖文件偏移参数。

总的驱动代码

#include<linux/kernel.h>#include<linux/module.h>#include<linux/init.h>#include<asm/io.h>#include<asm/uaccess.h>#include<linux/fs.h>#include<linux/cdev.h>#include<linux/kdev_t.h>#include<linux/slab.h>#include<linux/device.h> //增加自动创建设备头文件#include<linux/uaccess.h>//定义字符设备结构体static struct cdev *leddriver_cdev;//定义设备号（包含主次）static dev_t leddriver_num=0;//定义设备类static struct class *leddriver_class;//定义设备结构体static struct device *leddriver_device;//定义错误返回类型static int  err;//定义设备名称#define LEDDRIVER_NAME "myled"#define GPM4CON_ADDR 0x110002E0 #define GPM4DAT_ADDR 0X110002E4static volatile unsigned long *gpm4con=NULL;  static volatile unsigned long *gpm4dat=NULL;#define GPM4CON *gpm4con#define GPM4DAT *gpm4datssize_t leddriver_read(struct file *file, char __user *usr, size_t size, loff_t *loft){    loff_t cur_pos=*loft;//取出当前读写位置值  unsigned char led_statue[10],i,LED_NUM=4;  //读取数据长度为0什么也不做 返回0 退出程序的执行  if(size<=0)    {    return 0;  }  //读取位置在末尾 无论size是多少都不能读出数据 数据有效区域越界  if(cur_pos>=LED_NUM)    {     return 0;  }  //判断size+当前位置是大于文件大小，只读取有效位的内容  if(cur_pos+size>LED_NUM)    {    size=LED_NUM-cur_pos;  }  for(i=0;i<LED_NUM;i++)    {     if(GPM4DAT &(1<<i))     led_statue[i]=1;     else        led_statue[i]=0;  }  if(copy_to_user(usr,&led_statue[cur_pos],size)){     printk("copy to user err\r\n");     return -EFAULT;    };  //指针重新定位当前位置  *loft+=size; return size;}ssize_t leddriver_write (struct file *file, const char __user *usr, size_t size, loff_t *loft){  loff_t cur_pos=*loft;  unsigned char led_statue[10],i,LED_NUM=4;  //写入数据大小为0 什么也不操作返回0退出  if(size<=0)    {    return 0;  }  //当前位置大于等于文件最大有效数据，即使写入数据也是无效，所依不进行操作 返回0退出  if(cur_pos>=LED_NUM)    {   return 0;  }  //如果当前位置加上所要读取数据的长度大于剩余有效位   只读取有效数据位的数值  if(size+cur_pos>LED_NUM)    {   size=LED_NUM-cur_pos;  }  if(copy_from_user(&led_statue[cur_pos],usr,size))    {     printk("copy from user err\r\n");     return -EFAULT;  }  for(i=0;i<size;i++)    {    if(led_statue[i+cur_pos]==0)    GPM4DAT &= ~(1<<(i+cur_pos));    else    GPM4DAT |= (1<<(i+cur_pos));      }  *loft+=size;  return size;}int leddriver_open (struct inode *node, struct file *file){  printk("files open is success\r\n");  return 0;}int leddriver_release (struct inode *node, struct file *file){  printk("leddriver close is success\r\n");  return 0;}//文件操作函数结构体static struct file_operations leddriver_fops={    .owner=THIS_MODULE,    .open=leddriver_open,    .release=leddriver_release,    .read=leddriver_read,    .write=leddriver_write,};static __init int ldedriver_init(void){//分配字符设备结构体，前面只是定义没有分配空间leddriver_cdev=cdev_alloc();//判断分配成功与否if(leddriver_cdev==NULL){  err=-ENOMEM;  printk("leddriver alloc is err\r\n");  goto err_leddriver_alloc;}//动态分配设备号err=alloc_chrdev_region(&leddriver_num, 0, 1, LEDDRIVER_NAME);//错误判断if(err<0){  printk("alloc leddriver num is err\r\n");  goto err_alloc_chrdev_region;}//初始化结构体cdev_init(leddriver_cdev,&leddriver_fops);//驱动注册err=cdev_add(leddriver_cdev,leddriver_num,1);if(err<0){  printk("cdev add is err\r\n");  goto err_cdev_add;}//创建设备类leddriver_class=class_create(THIS_MODULE,"led_class");  err=PTR_ERR(leddriver_class);  if(IS_ERR(leddriver_class))    {printk("leddriver creat class is err\r\n");goto err_class_create;  }//创建设备  leddriver_device=device_create(leddriver_class,NULL, leddriver_num,NULL, "leddevice"); err=PTR_ERR(leddriver_device);    if(IS_ERR(leddriver_device))        {printk("leddriver device creat is err \r\n");goto err_device_create;    }//led灯寄存器配置    gpm4con=ioremap(GPM4CON_ADDR, 4);    gpm4dat=ioremap(GPM4DAT_ADDR, 4);    GPM4CON &= ~(0XFFFF<<0);    GPM4CON |= (0x1111<<0);    GPM4DAT |= (0XF<<0);printk("leddriver init is success\r\n");return 0;err_device_create:class_destroy(leddriver_class);err_class_create: cdev_del(leddriver_cdev);err_cdev_add:unregister_chrdev_region(leddriver_num, 1);err_alloc_chrdev_region:kfree(leddriver_cdev);err_leddriver_alloc:return err;}static __exit void leddriver_exit(void){    //取消映射    iounmap(gpm4con);    iounmap(gpm4dat);  device_destroy(leddriver_class,leddriver_num);  class_destroy(leddriver_class);  cdev_del(leddriver_cdev);  unregister_chrdev_region(leddriver_num, 1);  printk("leddriver is exit\r\n");}module_init(ldedriver_init);module_exit(leddriver_exit);MODULE_LICENSE("GPL");