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  上一篇博客中我们借助 pinctrl 和 gpio 子系统编写了 LED 灯驱动，笔者的I.MX6ULL开发板上还有一个蜂鸣器，从软件的角度考虑，蜂鸣器驱动和 LED 灯驱动其实是一摸一样的，都是控制 IO 输出高低电平。本篇文章我们就来学习编写蜂鸣器的 Linux 驱动，也算是对上一章讲解的 pinctrl和 gpio 子系统的巩固。

蜂鸣器驱动原理

  开发板上的蜂鸣器是通过SNVS_TAMPER1引脚来控制，我们来看一下如果在 Linux 下编写蜂鸣器驱动需要做哪些工作：
  ①、在设备树中添加 SNVS_TAMPER1 引脚的 pinctrl 信息。
  ②、在设备树中创建蜂鸣器节点，在蜂鸣器节点中加入 GPIO 信息。
  ③、编写驱动程序和测试 APP。

程序编写

1.修改设备树文件

1.1 添加pinctrl节点

  打开imx6ull-14x14-evk.dts，在 iomuxc 节点的 imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_beep”的子节点，节点内容如下所示：

pinctrl_beep: beepgrp {
fsl,pins = <
MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 0x10B0 /* beep */
>;
};

  将SNVS_TAMPER1这个PIN复用为GPIO5_IO01，宏MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01定义在 arch/arm/boot/dts/imx6ull-pinfunc-snvs.h文件中。

1.2 添加 BEEP 设备节点

  在根节点“/”下创建 BEEP 节点，节点名为“beep”，节点内容如下：

beep {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-beep";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_beep>;
beep-gpio = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
status = "okay";
}；

1.3 检查 PIN 是否被其他外设使用

  在实验中蜂鸣器使用的PIN为 SNVS_TAMPER1，因此先检查 PIN 为 SNVS_TAMPER1这个 PIN 有没有被其他的 pinctrl 节点使用，如果有使用的话就要屏蔽掉，然后再检查GPIO5_IO01 这个 GPIO 有没有被其他外设使用，如果有的话也要屏蔽掉。
  设备树编写完成以后使用“ make dtbs”命令重新编译设备树，然后使用新编译出来的imx6ull-14x14-evk.dtb文件启动 Linux 系统。启动成功以后进入“/proc/device-tree”目录中查看“beep”节点是否存在，如果存在的话就说明设备树基本修改成功，结果如图所示：

2. 蜂鸣器驱动程序编写

2.1 beep.c

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>


#define BEEP_CNT			1		/* 设备号个数 */
#define BEEP_NAME			"beep"	/* 名字 */
#define BEEPOFF 			0		/* 关蜂鸣器 */
#define BEEPON 				1		/* 开蜂鸣器 */


/* beep设备结构体 */
struct beep_dev{
	dev_t devid;			/* 设备号 	 */
	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/
	struct class *class;	/* 类 		*/
	struct device *device;	/* 设备 	 */
	int major;				/* 主设备号	  */
	int minor;				/* 次设备号   */
	struct device_node	*nd; /* 设备节点 */
	int beep_gpio;			/* beep所使用的GPIO编号		*/
};

struct beep_dev beep;		/* beep设备 */

/*
 * @description		: 打开设备
 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode
 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int beep_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	filp->private_data = &beep; /* 设置私有数据 */
	return 0;
}

/*
 * @description		: 向设备写数据 
 * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符
 * @param - buf 	: 要写给设备写入的数据
 * @param - cnt 	: 要写入的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
 */
static ssize_t beep_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	int retvalue;
	unsigned char databuf[1];
	unsigned char beepstat;
	struct beep_dev *dev = filp->private_data;

	retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
	if(retvalue < 0) {
		printk("kernel write failed!\r\n");
		return -EFAULT;
	}

	beepstat = databuf[0];		/* 获取状态值 */

	if(beepstat == BEEPON) {	
		gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0);	/* 打开蜂鸣器 */
	} else if(beepstat == BEEPOFF) {
		gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1);	/* 关闭蜂鸣器 */
	}
	return 0;
}

/*
 * @description		: 关闭/释放设备
 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int beep_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}

/* 设备操作函数 */
static struct file_operations beep_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = beep_open,
	.write = beep_write,
	.release = 	beep_release,
};

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static int __init beep_init(void)
{
	int ret = 0;

	/* 设置BEEP所使用的GPIO */
	/* 1、获取设备节点：beep */
	beep.nd = of_find_node_by_path("/beep");
	if(beep.nd == NULL) {
		printk("beep node not find!\r\n");
		return -EINVAL;
	} else {
		printk("beep node find!\r\n");
	}

	/* 2、 获取设备树中的gpio属性，得到BEEP所使用的BEEP编号 */
	beep.beep_gpio = of_get_named_gpio(beep.nd, "beep-gpio", 0);
	if(beep.beep_gpio < 0) {
		printk("can't get beep-gpio");
		return -EINVAL;
	}
	printk("led-gpio num = %d\r\n", beep.beep_gpio);

	/* 3、设置GPIO5_IO01为输出，并且输出高电平，默认关闭BEEP */
	ret = gpio_direction_output(beep.beep_gpio, 1);
	if(ret < 0) {
		printk("can't set gpio!\r\n");
	}

	/* 注册字符设备驱动 */
	/* 1、创建设备号 */
	if (beep.major) {		/*  定义了设备号 */
		beep.devid = MKDEV(beep.major, 0);
		register_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT, BEEP_NAME);
	} else {						/* 没有定义设备号 */
		alloc_chrdev_region(&beep.devid, 0, BEEP_CNT, BEEP_NAME);	/* 申请设备号 */
		beep.major = MAJOR(beep.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */
		beep.minor = MINOR(beep.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */
	}
	printk("beep major=%d,minor=%d\r\n",beep.major, beep.minor);	
	
	/* 2、初始化cdev */
	beep.cdev.owner = THIS_MODULE;
	cdev_init(&beep.cdev, &beep_fops);
	
	/* 3、添加一个cdev */
	cdev_add(&beep.cdev, beep.devid, BEEP_CNT);

	/* 4、创建类 */
	beep.class = class_create(THIS_MODULE, BEEP_NAME);
	if (IS_ERR(beep.class)) {
		return PTR_ERR(beep.class);
	}

	/* 5、创建设备 */
	beep.device = device_create(beep.class, NULL, beep.devid, NULL, BEEP_NAME);
	if (IS_ERR(beep.device)) {
		return PTR_ERR(beep.device);
	}
	
	return 0;
}

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit beep_exit(void)
{
	/* 注销字符设备驱动 */
	cdev_del(&beep.cdev);/*  删除cdev */
	unregister_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT); /* 注销设备号 */

	device_destroy(beep.class, beep.devid);
	class_destroy(beep.class);
}

module_init(beep_init);
module_exit(beep_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("jiajia2020");

2.2 beepApp.c

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"


#define BEEPOFF 	0
#define BEEPON 	1

/*
 * @description		: main主程序
 * @param - argc 	: argv数组元素个数
 * @param - argv 	: 具体参数
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, retvalue;
	char *filename;
	unsigned char databuf[1];
	
	if(argc != 3){
		printf("Error Usage!\r\n");
		return -1;
	}

	filename = argv[1];

	/* 打开beep驱动 */
	fd = open(filename, O_RDWR);
	if(fd < 0){
		printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
		return -1;
	}

	databuf[0] = atoi(argv[2]);	/* 要执行的操作：打开或关闭 */

	/* 向/dev/beep文件写入数据 */
	retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
	if(retvalue < 0){
		printf("BEEP Control Failed!\r\n");
		close(fd);
		return -1;
	}

	retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */
	if(retvalue < 0){
		printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);
		return -1;
	}
	return 0;
}