【正点原子MP157连载】第二十六章 Linux蜂鸣器实验-摘自【正点原子】STM32MP1嵌入式Linux驱动开发指南V1.7

1)实验平台:正点原子STM32MP157开发板
2)购买链接:https://item.taobao.com/item.htm?&id=629270721801
3)全套实验源码 手册 视频下载地址：http://www.openedv.com/thread-318813-1-1.html
4)正点原子官方B站:https://space.bilibili.com/394620890
5）正点原子STM32MP157技术交流群:691905614

第二十六章 Linux蜂鸣器实验

示例代码26.3.1.1 创建BEEP蜂鸣器节点 1    beep { 
         2        compatible = "alientek,beep"; 3        status = "okay"; 4        beep-gpio = <&gpioc 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>; 5    }; 

示例代码 26.3.2.1 beep.c文件代码段 1   #include <linux/types.h> 2   #include <linux/kernel.h> 3   #include <linux/delay.h> 4 #include <linux/ide.h> 5 #include <linux/init.h> 6 #include <linux/module.h> 7 #include <linux/errno.h> 8 #include <linux/gpio.h> 9 #include <linux/cdev.h> 10 #include <linux/device.h> 11 #include <linux/of.h> 12 #include <linux/of_address.h> 13 #include <linux/of_gpio.h> 14 #include <asm/mach/map.h> 15 #include <asm/uaccess.h> 16 #include <asm/io.h> 17 /*************************************************************** 18 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 19 文件名 : beep.c 20 作者 : 正点原子Linux团队 21 版本 : V1.0 22 描述 : 蜂鸣器驱动程序。 23 其他 : 无 24 论坛 : www.openedv.com 25 日志 : 初版V1.0 2020/12/31 正点原子Linux团队创建 26 ***************************************************************/ 27 #define BEEP_CNT 1 /* 设备号个数 */ 28 #define BEEP_NAME "beep" /* 名字 */ 29 #define BEEPOFF 0 /* 关蜂鸣器 */ 30 #define BEEPON 1 /* 开蜂鸣器 */ 31 32 /* beep设备结构体 */ 33 struct beep_dev{ 
          34 dev_t devid; /* 设备号 */ 35 struct cdev cdev; /* cdev */ 36 struct class *class; /* 类 */ 37 struct device *device; /* 设备 */ 38 int major; /* 主设备号 */ 39 int minor; /* 次设备号 */ 40 struct device_node *nd; /* 设备节点 */ 41 int beep_gpio; /* beep所使用的GPIO编号 */ 42 }; 43 44 struct beep_dev beep; /* beep设备 */ 45 46 /* 47 * @description : 打开设备 48 * @param – inode : 传递给驱动的inode 49 * @param – filp : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量 50 * 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。 51 * @return : 0 成功;其他 失败 52 */ 53 static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp) 54 { 
          55 filp->private_data = &beep; /* 设置私有数据 */ 56 return 0; 57 } 58 59 /* 60 * @description : 从设备读取数据 61 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符) 62 * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区 63 * @param - cnt : 要读取的数据长度 64 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 65 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败 66 */ 67 static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) 68 { 
          69 return 0; 70 } 71 72 /* 73 * @description : 向设备写数据 74 * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符 75 * @param - buf : 要写给设备写入的数据 76 * @param - cnt : 要写入的数据长度 77 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移 78 * @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败 79 */ 80 static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) 81 { 
          82 int retvalue; 83 unsigned char databuf[1]; 84 unsigned char ledstat; 85 struct beep_dev *dev = filp->private_data; 86 87 retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt); 88 if(retvalue < 0) { 
          89 printk("kernel write failed!\r\n"); 90 return -EFAULT; 91 } 92 93 ledstat = databuf[0]; /* 获取状态值 */ 94 95 if(ledstat == BEEPON) { 
          96 gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0); /* 打开蜂鸣器 */ 97 } else if(ledstat == BEEPOFF) { 
          98 gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1); /* 关闭蜂鸣器 */ 99 } 100 return 0; 101 } 102 103 /* 104 * @description : 关闭/释放设备 105 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符) 106 * @return : 0 成功;其他 失败 107 */ 108 static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp) 109 { 
          110 return 0; 111 } 112 113 /* 设备操作函数 */ 114 static struct file_operations beep_fops = { 
          115 .owner = THIS_MODULE, 116 .open = led_open, 117 .read = led_read, 118 .write = led_write, 119 .release = led_release, 120 }; 121 122 /* 123 * @description : 驱动出口函数 124 * @param : 无 125 * @return : 无 126 */ 127 static int __init led_init(void) 128 { 
          129 int ret = 0; 130 const char *str; 131 132 /* 设置LED所使用的GPIO */ 133 /* 1、获取设备节点：beep */ 134 beep.nd = of_find_node_by_path("/beep"); 135 if(beep.nd == NULL) { 
          136 printk("beep node not find!\r\n"); 137 return -EINVAL; 138 } 139 140 /* 2.读取status属性 */ 141 ret = of_property_read_string(beep.nd, "status", &str); 142 if(ret < 0) 143 return -EINVAL; 144 145 if (strcmp(str, "okay")) 146 return -EINVAL; 147 148 /* 3、获取compatible属性值并进行匹配 */ 149 ret = of_property_read_string(beep.nd, "compatible", &str); 150 if(ret < 0) { 
          151 printk("beep: Failed to get compatible property\n"); 152 return -EINVAL; 153 } 154 155 if (strcmp(str, "alientek,beep")) { 
          156 printk("beep: Compatible match failed\n"); 157 return -EINVAL; 158 } 159 160 /* 4、 获取设备树中的gpio属性，得到LED所使用的LED编号 */ 161 beep.beep_gpio = of_get_named_gpio(beep.nd, "beep-gpio", 0); 162 if(beep.beep_gpio < 0) { 
          163 printk("can't get led-gpio"); 164 return -EINVAL; 165 } 166 printk("beep-gpio num = %d\r\n", beep.beep_gpio); 167 168 /* 5.向gpio子系统申请使用GPIO */ 169 ret = gpio_request(beep.beep_gpio, "BEEP-GPIO"); 170 if (ret) { 
          171 printk(KERN_ERR "beep: Failed to request beep-gpio\n"); 172 return ret; 173 } 174 175 /* 6、设置PC7为输出，并且输出高电平，默认关闭BEEP */ 176 ret = gpio_direction_output(beep.beep_gpio, 1); 177 if(ret < 0) { 
          178 printk("can't set gpio!\r\n"); 179 } 180 181 /* 注册字符设备驱动 */ 182 /* 1、创建设备号 */ 183 if (beep.major) { 
          /* 定义了设备号 */ 184 beep.devid = MKDEV(beep.major, 0); 185 ret = register_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT, BEEP_NAME); 186 if(ret < 0) { 
          187 pr_err("cannot register %s char driver [ret=%d]\n", BEEP_NAME, BEEP_CNT); 188 goto free_gpio; 189 } 190 } else { 
          /* 没有定义设备号 */ 191 ret = alloc_chrdev_region(&beep.devid, 0, BEEP_CNT, BEEP_NAME); /* 申请设备号 */ 192 if(ret < 0) { 
          193 pr_err("%s Couldn't alloc_chrdev_region, ret=%d\r\n", BEEP_NAME, ret); 194 goto free_gpio; 195 } 196 beep.major = MAJOR(beep.devid); /* 获取分配号的主设备号 */ 197 beep.minor = MINOR(beep.devid); /* 获取分配号的次设备号 */ 198 } 199 printk("beep major=%d,minor=%d\r\n",beep.major, beep.minor); 200 201 /* 2、初始化cdev */ 202 beep.cdev.owner = THIS_MODULE; 203 cdev_init(&beep.cdev, &beep_fops); 204 205 /* 3、添加一个cdev */ 206 cdev_add(&beep.cdev, beep.devid, BEEP_CNT); 207 if(ret < 0) 208 goto del_unregister; 209 210 /* 4、创建类 */ 211 beep.class = class_create(THIS_MODULE, BEEP_NAME); 212 if (IS_ERR(beep.class)) { 
          213 goto del_cdev; 214 } 215 216 /* 5、创建设备 */ 217 beep.device = device_create(beep.class, NULL, beep.devid, NULL, BEEP_NAME); 218 if (IS_ERR(beep.device)) { 
          219 goto destroy_class; 220 } 221 return 0; 222 223 destroy_class: 224 class_destroy(beep.class); 225 del_cdev: 226 cdev_del(&beep.cdev); 227 del_unregister: 228 unregister_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT); 229 free_gpio: 230 gpio_free(beep.beep_gpio); 231 return -EIO; 232 } 233 234 /* 235 * @description : 驱动出口函数 236 * @param : 无 237 * @return : 无 238 */ 239 static void __exit led_exit(void) 240 { 
          241 /* 注销字符设备驱动 */ 242 cdev_del(&beep.cdev); /* 删除cdev */ 243 unregister_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT); /* 注销设备号 */ 244 device_destroy(beep.class, beep.devid); /* 注销设备 */ 245 class_destroy(beep.class); /* 注销类 */ 246 gpio_free(beep.beep_gpio); /* 释放GPIO */ 247 } 248 249 module_init(led_init); 250 module_exit(led_exit); 251 MODULE_LICENSE("GPL"); 252 MODULE_AUTHOR("ALIENTEK"); 253 MODULE_INFO(intree, "Y"); 

beep.c中的内容和上一章的gpioled.c中的内容基本一样，只是换为了初始化BEEP这个PIN，这里就不详细的讲解了。

26.3.3 编写测试APP
测试APP在上一章实验的ledApp.c文件的基础上完成，新建名为beepApp.c的文件，然后输入如下所示内容：

示例代码26.3.3.1 beepApp.c文件
1   #include "stdio.h"
2   #include "unistd.h"
3   #include "sys/types.h"
4   #include "sys/stat.h"
5   #include "fcntl.h"
6   #include "stdlib.h"
7   #include "string.h"
8   /*************************************************************** 9 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 10 文件名 : beepApp.c 11 作者 : 正点原子Linux团队 12 版本 : V1.0 13 描述 : beep测试APP。 14 其他 : 无 15 使用方法 ：./beepApp /dev/beep 0 关闭蜂鸣器 16 ./beepApp /dev/beep 1 打开蜂鸣器 17 论坛 : www.openedv.com 18 日志 : 初版V1.0 2020/12/31 正点原子Linux团队创建 19 ***************************************************************/
20
21  #define BEEPOFF     0
22  #define BEEPON  1
23
24  /* 25 * @description : main主程序 26 * @param - argc : argv数组元素个数 27 * @param - argv : 具体参数 28 * @return : 0 成功;其他 失败 29 */
30  int main(int argc, char *argv[])
31  { 
        
32      int fd, retvalue;
33      char *filename;
34      unsigned char databuf[1];
35      
36      if(argc != 3){ 
        
37          printf("Error Usage!\r\n");
38          return -1;
39      }
40
41      filename = argv[1];
42
43      /* 打开beep驱动 */
44      fd = open(filename, O_RDWR);
45      if(fd < 0){ 
        
46          printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
47          return -1;
48      }
49
50      databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要执行的操作：打开或关闭 */
51
52      /* 向/dev/beep文件写入数据 */
53      retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
54      if(retvalue < 0){ 
        
55          printf("BEEP Control Failed!\r\n");
56          close(fd);
57          return -1;
58      }
59
60      retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */
61      if(retvalue < 0){ 
        
62          printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);
63          return -1;
64      }
65      return 0;
66  }
67

beepApp.c的文件内容和ledApp.c文件内容基本一样，要是对文件进行打开、写、关闭等操作。

26.4 运行测试
26.4.1 编译驱动程序和测试APP
1、编译驱动程序
编写Makefile文件，本章实验的Makefile文件和第二十章实验基本一样，只是将obj-m变量的值改为beep.o，Makefile内容如下所示：

示例代码26.4.1.1 Makefile文件
1  KERNELDIR := /home/zuozhongkai/linux/my_linux/linux-5.4.31
...... 
4  obj-m := beep.o
......
11 clean:
12  $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

第4行，设置obj-m变量的值为beep.o。
输入如下命令编译出驱动模块文件：

make -j32
编译成功以后就会生成一个名为“beep.ko”的驱动模块文件。
2、编译测试APP
输入如下命令编译测试beepApp.c这个测试程序：
arm-none-linux-gnueabihf-gcc beepApp.c -o beepApp
编译成功以后就会生成beepApp这个应用程序。
26.4.2 运行测试
将上一小节编译出来的beep.ko和beepApp这两个文件拷贝到rootfs/lib/modules/5.4.31目录中，重启开发板，进入到目录lib/modules/5.4.31中，输入如下命令加载beep.ko驱动模块：
depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe beep //加载驱动
驱动加载成功以后会在终端中输出一些信息，如图26.4.2.1所示：

图26.4.2.1 驱动加载成功以后输出的信息
从图26.4.2.1可以看出，beep这个节点找到了，并且PC7这个GPIO的编号为39。使用beepApp软件来测试驱动是否工作正常，输入如下命令打开蜂鸣器：
./beepApp /dev/beep 1 //打开蜂鸣器
输入上述命令，观察开发板上的蜂鸣器是否有鸣叫，如果鸣叫的话说明驱动工作正常。在输入如下命令关闭蜂鸣器：
./beepApp /dev/beep 0 //关闭蜂鸣器
输入上述命令以后观察开发板上的蜂鸣器是否停止鸣叫。如果要卸载驱动的话输入如下命令即可：
rmmod beep.ko