Nuttx驱动（二）实例
2024-07-02 05:46:08
接上一篇文章，这篇主要是nuttx驱动编写实践部分。基础部分请移驾《Nuttx驱动（一）简介》
Nuttx驱动例程
在该例程中，假设有这么一个设备：有3个IO输出和一个IO输入的RGB_LED设备，叫slimLED好了。（这里简单点就先不使用PWM控制了）
- 创建字符设备驱动主体，即文件操作
file_operations，然后实现open()、close()、read()、write()、ioctl()； - 注册该设备驱动到系统中，将会在系统的
/dev目录下生成一个名为slimLED的设备节点； - 通过应用程序来获取输入脚状态、控制三个输出脚状态。
1. 驱动框架部分
说明：在nuttx仓库中，实现slimLED这个驱动接口，系统层驱动与具体board无关。后期可以适配不同芯片或不同的board，所以尽可能灵活
要修改如下文件（nuttx仓库）
- Kconfig
- Make.defs
- slimLED.c
- slimLED.h
Kconfig 配置
用于图形化配置工具的
config SLIM_RGB_LEDbool "slim RGB led device support"default n---help---Enable driver support for the slim LED controler.
Make.defs
# slim RGB LEDifeq ($(CONFIG_SLIM_RGB_LED), y)CSRCS += slimLED.c
endif
slimLED.h
#ifndef __DRIVERS_SLIM_LED_H__
#define __DRIVERS_SLIM_LED_H__/***************************************************************************** Included Files****************************************************************************/
#include <nuttx/config.h>
#include <nuttx/compiler.h>/***************************************************************************** Pre-processor Definitions****************************************************************************/
#define SLEDIOC_SET 0x0001
#define SLEDIOC_GET 0x0002struct slimled_status_s{bool state;
};struct slimled_param_s{short num;struct slimled_status_s on;
};struct slimled_lower_s{CODE int (*setio)(FAR struct slimled_lower_s *low, FAR struct slimled_param_s param);CODE int (*getio)(FAR struct slimled_lower_s *low, FAR struct slimled_status_s *status);CODE int (*ioctl)(FAR struct slimled_lower_s *low, int cmd, unsigned long arg);
};int slimled_register(FAR const char *path, FAR void *lower);#endif
slimLED.c
#include <nuttx/config.h>
#include <stdlib.h>
#include <fixedmath.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <debug.h>
#include <nuttx/kmalloc.h>
#include <nuttx/fs/fs.h>
#include <nuttx/sensors/slimled.h>#if defined(CONFIG_SLIM_RGB_LED)
/***************************************************************************** Private Function Prototypes****************************************************************************/
static int slimled_open(FAR struct file *filep);
static int slimled_close(FAR struct file *filep);
static int slimled_ioctl(FAR struct file *filep, int cmd, unsigned long arg);
static int slimled_read(FAR struct file *filep, FAR char *buffer, size_t buflen);
static int slimled_write(FAR struct file *filep, FAR const char *buffer,size_t buflen);/***************************************************************************** Private Data****************************************************************************/
static const struct file_operations slimled_fops = {.open = slimled_open,.close = slimled_close,.read = slimled_read,.write = slimled_write,.ioctl = slimled_ioctl,
};
/***************************************************************************** Private Functions****************************************************************************//***************************************************************************** Name: slimled_ioctl****************************************************************************/
static int slimled_open(FAR struct file *filep){return OK;
}
static int slimled_close(FAR struct file *filep){return OK;
}
static int slimled_read(FAR struct file *filep, FAR char *buffer, size_t buflen){return OK;
}
static int slimled_write(FAR struct file *filep, FAR const char *buffer,size_t buflen){return OK;
}
static int slimled_ioctl(FAR struct file *filep, int cmd, unsigned long arg)
{FAR struct inode *inode = filep->f_inode;FAR struct slimled_lower_s *lower = inode->i_private;int ret = OK;switch (cmd){case SLEDIOC_SET:{FAR struct slimled_param_s param = {0};param.num = arg & 0xFF;param.on.state = (arg >> 8) & 0x03;ret = lower->setio(lower, param);break;}case SLEDIOC_GET:{FAR struct slimled_status_s *ptr = (FAR struct slimled_status_s*)((uintptr_t)arg);DEBUGASSERT(ptr != NULL);ret = lower->getio(lower, ptr);break;}default:ret = lower->ioctl(lower, cmd, arg);break;}return ret;
}/***************************************************************************** Public Functions****************************************************************************//***************************************************************************** Name: slimled_register****************************************************************************/int slimled_register(FAR const char *path, FAR struct slimled_lower_s *dev,FAR void *lower)
{int ret;DEBUGASSERT(path != NULL);DEBUGASSERT(lower != NULL);/* Register the slimled character driver */ret = register_driver(path, &slimled_fops, 0666, lower);if (ret < 0){_err("ERROR: Failed to register slim led driver: %d\n", ret);}return ret;
}
2. board适配层
说明：在芯片级或 board 级仓库中，实现 slimLED 这个设备驱动，与具体的 芯片平台 或 board平台 进行绑定。构建设备驱动程序与硬件直接的桥梁
要修改如下文件（board仓库）
- Make.defs
- configs/nsh/defconfig
- board_def.h
- bringup.c
- platform_data.c
- board_slimLED.h
- board_slimLED.c
Make.defs
ifeq ($(CONFIG_SLIM_RGB_LED),y)
CSRCS += board_slimled.c
endif
defconfig
CONFIG_SLIM_RGB_LED=y
board_def.h
定义对应的IO口，以Apollo芯片为例
#define SLIM_LED_R (GPIO_PIN1 | GPIO_FUN_GPIO | GPIO_DRIVESTRENGTH_0P5X | GPIO_OUTCFG_PUSHPULL)
#define SLIM_LED_G (GPIO_PIN2 | GPIO_FUN_GPIO | GPIO_DRIVESTRENGTH_0P5X | GPIO_OUTCFG_PUSHPULL)
#define SLIM_LED_B (GPIO_PIN3 | GPIO_FUN_GPIO | GPIO_DRIVESTRENGTH_0P5X | GPIO_OUTCFG_PUSHPULL)
#define SLIM_STA (GPIO_PIN4 | GPIO_FUN_GPIO | GPIO_OUTCFG_DISABLE | GPIO_INPUT_ENABLE | GPIO_INTDIR_HI2LO)
bringup.c
初始化slim led设备，设备名和设备操作函数绑定及其初始化
int board_bringup(void){...
#ifdef CONFIG_SLIM_RGB_LEDret = board_slimled_initialize("/dev/slimled", &slimled_pdata, eLED_CNT);if(ret < 0){printf("ERROR: slim led driver initialize failed: %d\n", ret);}
#endif...
}
platform_data.c
const struct slimled_platform_data slimled_pdata[] = {{.pin = SLIM_LED_R,.state = false,},{.pin = SLIM_LED_G,.state = false,},{.pin = SLIM_LED_B,.state = false,},
};
board_slimLED.h
#ifndef __BOARD_SLIMLED_H__
#define __BOARD_SLIMLED_H__#include <nuttx/config.h>
#include <nuttx/regulator/fixed-regulator.h>typedef enum{eLED_R,eLED_G,eLED_B,eLED_CNT,
}slimled_Num;struct slimled_platform_data{uint32_t pin;bool state;
};extern const struct slimled_platform_data slimled_pdata[];
int board_slimled_initialize(const char *devpath, const struct slimled_platform_data *pdata, uint32_t cnt);#endif
board_slimLED.c
#include <nuttx/nuttx.h>
#include <nuttx/irq.h>
#include <nuttx/signal.h>
#include <debug.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>#include <nuttx/err.h>
#include "board_def.h"
#include "board_slimLED.h"
#include <slimLED.h>#ifdef CONFIG_SLIM_RGB_LEDstatic bool _get_slimled_state(void);
static void _set_slimled_param(FAR const struct slimled_lower_s *lower, FAR struct slimled_param_s param);static const struct slimled_lower_s slimled_lower = {.getio = _get_slimled_state,.setio = _set_slimled_param,.ioctl = _set_slimled_param,
};/***************************************************************************** Private Functions****************************************************************************/
static bool _get_slimled_state(void){return gpioread(SLIM_STA);
}static void _set_slimled_param(const struct slimled_lower_s *lower, struct slimled_param_s param){printf("%s %d %d\r\n", __func__, param.num, param.on.state);if(param.num < eLED_CNT){gpiowrite(slimled_pdata[param.num].pin, param.on.state);}
}int board_slimled_initialize(const char *devpath, const struct slimled_platform_data *pdata, uint32_t cnt){if(cnt > eLED_CNT){printf("ERROR: slim led cnt setting error...\n");cnt = eLED_CNT;}for(uint8_t i=0;i<cnt;i++){configgpio(pdata[i].pin);}configgpio(SLIM_STA);return slimled_register(devpath, &slimled_lower);
}#endif
3. 应用层
这里直接创建 slim led 应用线程
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <nuttx/config.h>
#include <nuttx/analog/ioctl.h>
#include <slimLED.h>
#include <syslog.h>typedef enum{eCHANNEL_LED_R,eCHANNEL_LED_G,eCHANNEL_LED_B,eCHANNEL_LED_CNT,
}slimled_channelTypeDef;
static int led_fd = -1;static bool _slimled_init(void){led_fd = open("/dev/slimled", O_WRONLY);if(led_fd < 0){printf("slimled open failed\n");return false;}return true;
}static bool _set_slimled_channal(slimled_channelTypeDef channel){struct slimled_param_s tmp[eCHANNEL_LED_CNT] = {0};if(channel > eCHANNEL_LED_CNT){printf("param setting error...\n");return false;}if(led_fd < 0){printf("slimled not opened yet\n");return _slimled_init();}for(uint8_t i=0;i<eCHANNEL_LED_CNT;i++){tmp[i].num = i;if(i == channel){tmp[i].on.state = true;}else{tmp[i].on.state = false;}ioctl(led_fd, SLEDIOC_SET, tmp[i]);}
}void *slimled_Thread(void *arg){struct slimled_param_s slimled[3] = {0};int ret = 0;int sta = 0;if(false == _slimled_init()){return;}for(;;){for(uint8_t i=0;i<eCHANNEL_LED_CNT;i++){_set_slimled_channal(i);sleep(5);}ioctl(led_fd, TLEDIOC_GET, &sta);printf("= = == ioctl state: %d get IO state:%d= == =\n\n\n", ret, sta);}close(led_fd);return;
}
— 完 —
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