嵌入式linux gpio驱动程序

嵌入式Linux GPIO驱动程序

基础概念

GPIO（General Purpose Input/Output）是一种通用的输入输出接口，广泛应用于嵌入式系统中。通过GPIO，微控制器或处理器可以控制外部设备（如LED灯、按钮、传感器等）或接收来自这些设备的信号。

在Linux系统中，GPIO驱动程序负责管理GPIO引脚的状态和行为。它允许用户空间应用程序通过系统调用或文件操作接口来配置和控制GPIO引脚。

类型

字符设备驱动：通过文件系统接口（如/sys/class/gpio）进行操作。
平台驱动：针对特定硬件平台的驱动程序。
总线驱动：管理GPIO控制器和GPIO引脚之间的通信。

应用场景

硬件控制：如控制LED灯、电机、传感器等。
通信接口：如I2C、SPI等通信协议的实现。
系统状态监控：如检测按钮按下、温度传感器读数等。

示例代码

以下是一个简单的GPIO驱动程序示例，使用字符设备驱动方式：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/uaccess.h>

#define DEVICE_NAME "gpio_device"
#define GPIO_PIN 18

static int gpio_major;
static struct class *gpio_class;
static struct device *gpio_device;

static ssize_t gpio_write(struct file *file, const char __user *ubuf, size_t count, loff_t *ppos) {
    char buf[1];
    if (copy_from_user(buf, ubuf, count)) {
        return -EFAULT;
    }
    if (buf[0] == '1') {
        gpio_set_value(GPIO_PIN, 1);
    } else if (buf[0] == '0') {
        gpio_set_value(GPIO_PIN, 0);
    }
    return count;
}

static struct file_operations gpio_fops = {
    .write = gpio_write,
};

static int __init gpio_init(void) {
    gpio_major = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &gpio_fops);
    if (gpio_major < 0) {
        printk(KERN_ALERT "Failed to register device: %d\n", gpio_major);
        return gpio_major;
    }

    gpio_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);
    if (IS_ERR(gpio_class)) {
        unregister_chrdev(gpio_major, DEVICE_NAME);
        printk(KERN_ALERT "Failed to create class\n");
        return PTR_ERR(gpio_class);
    }

    gpio_device = device_create(gpio_class, NULL, MKDEV(gpio_major, 0), NULL, DEVICE_NAME);
    if (IS_ERR(gpio_device)) {
        class_destroy(gpio_class);
        unregister_chrdev(gpio_major, DEVICE_NAME);
        printk(KERN_ALERT "Failed to create device\n");
        return PTR_ERR(gpio_device);
    }

    gpio_request(GPIO_PIN, "gpio_pin");
    gpio_direction_output(GPIO_PIN, 0);

    printk(KERN_INFO "GPIO Driver Initialized\n");
    return 0;
}

static void __exit gpio_exit(void) {
    device_destroy(gpio_class, MKDEV(gpio_major, 0));
    class_unregister(gpio_class);
    class_destroy(gpio_class);
    unregister_chrdev(gpio_major, DEVICE_NAME);
    gpio_free(GPIO_PIN);
    printk(KERN_INFO "GPIO Driver Removed\n");
}

module_init(gpio_init);
module_exit(gpio_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("Simple GPIO Driver");
MODULE_VERSION("1.0");