一、驱动认知
下图为驱动结构框图：
驱动结构分为三层：用户、内核、硬件
首先从用户空间来看，用户空间包含应用和c库。
像我们学习中编译完成，可执行的a.out这类项目属于应用，基础c和c库属于C library，像文件、进程、进程间通信、线程这类都属于c库，也就是说 open、read、fork、socket、pthread等在c库中，换而言之c库就是提供了APP支配内核工作的接口。
内核空间，上述所说的进程等都由内核处理，上层只需要直接调用fork等API即可，同样的设备驱动也由内核来实现。
硬件，硬件包括各种io口和磁盘等。但是众所周知，在Linux中万物皆文件，即使是这些硬件也是以文件形式展示的。在/dev中可以查看。既然都是文件，那么是不是可以用open打开呢？
答案是肯定的，例如打开pin4这个口，fd = open("/dev/pin4", O_RDWR); 。
但是如何让内核知道调用哪个驱动呢（我们操作引脚4就需要引脚4的驱动，操作5就需要调用5）呢，内核需要知道文件名和设备号。其中设备号分为主设备号和次设备号，驱动插入链表的顺序由设备号检索。
事实上内核中有一个驱动链表来管理驱动，可以添加和查找驱动。
添加：编写完驱动程序，加载到内核。
查找：调用驱动程序，让用户空间打开。
综上，驱动开发无非两件事，添加驱动和调用驱动。
添加驱动：1.设备名2.设备号3.设备驱动函数（操作寄存器来驱动IO口）
从流程上看，用户空间调用驱动open("/dev/pin4", O_RDWR);
在调用open时会触发软中断，中断号0x80，进入内核态
内核空间通过系统调用接口sys_call ， sys_call通过"/dev/pin4"这个名字找到设备号，然后通过VFS调用sys _open找到驱动链表中对应的驱动。
二、基于驱动框架的代码编写
//用户空间
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int fd;
fd = open("/dev/pin4", O_RDWR);
if (fd < 0) {
printf("open failed\n");
perror("reason:");
}else {
printf("open success\n");
}
write(fd, '1', 1);
return 0;
}
编译上层文件，发送给树莓派
arm-linux-gnueabihf-gcc pin4Test.c -o pin4Test
scp pin4Test.c pi@192.168.43.33:/home/pi
//驱动框架
#include <linux/fs.h> //file_operations声明
#include <linux/module.h> //module_init module_exit声明
#include <linux/init.h> //__init __exit 宏定义声明
#include <linux/device.h> //class devise声明
#include <linux/uaccess.h> //copy_from_user 的头文件
#include <linux/types.h> //设备号 dev_t 类型声明
#include <asm/io.h> //ioremap iounmap的头文件
static struct class *pin4_class;
static struct device *pin4_class_dev;
static dev_t devno; //设备号
static int major =231; //主设备号
static int minor =0; //次设备号
static char *module_name="pin4"; //模块名
static ssize_t pin4_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppso)
{
printk("pin4_read\n");
return 0;
}
//led_open函数
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
printk("pin4_open\n"); //内核的打印函数和printf类似
return 0;
}
//led_write函数
static ssize_t pin4_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
printk("pin4_write\n");
return 0;
}
static struct file_operations pin4_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = pin4_open,
.write = pin4_write,
.read = pin4_read,
};
int __init pin4_drv_init(void) //真正的入口
{
int ret;
devno = MKDEV(major,minor); //创建设备号
ret = register_chrdev(major, module_name,&pin4_fops); //注册驱动 告诉内核，把这个驱动加入到内核驱动的链表中
pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//让代码自动生成设备
pin4_class_dev =device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name); //创建设备文件
//手动生成设备 一般不用
//sudo mknod 设备名 设备类型（c字符设备）主设备号 次设备号
return 0;
}
void __exit pin4_drv_exit(void)
{
device_destroy(pin4_class,devno);
class_destroy(pin4_class);
unregister_chrdev(major, module_name); //卸载驱动
}
module_init(pin4_drv_init); //入口，内核加载驱动时，这个宏被调用
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
把驱动代码放到Linux源码树目录下的drivers/char下 ，因为例子驱动pin4口，是字符型设备。
vi Makefile
仿照文件中的方式，内核驱动编译可以编译进内核也可以编译成模块
本次采用编译成模块
添加一条 obj-m += 驱动代码名.c
回到内核源码目录树开始编译代码
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules
编译完成后生成了 驱动代码名.ko
scp drivers/char/pin4Driver.ko pi@192.168.43.33:/home/pi
发送给树莓派
lsmod可以查看已装载的驱动
M 模块方式生成驱动文件xxx.ko 系统启动后，通过命令insmod xxx.ko 加载
sudo insmod 驱动代码名.ko
sudo chmod 666 /dev/pin4
然后直接执行./pin4Test即可
使用dmesg就可以查看内核打印的数据
卸载驱动可以使用
sudo rmmod 驱动代码名（不加ko）