一周搞定MPU6050Linux驱动（2）

第2-3日

参考：

《Linux设备驱动程序》第三版

有了前面的源码学习和分析，对i2c驱动有了大概的认识。那么接下来，我们就开始我们自己的mpu6500/6050驱动的编写。这里说一下，mpu6500和mpu6050在寄存器上基本没什么区别，只有version ID不同，6500的是0x70，6050是0x68。

之前分析了airk000的源码，发现他的驱动方式是在后台完成6050的数据定时读取。那么，我们所需要实现的驱动，是对mpu6050/6500进行中断读取。并且包含了字符设备驱动，用来在用户空间获取数据。

1、学习字符设备驱动，实现fifo

在建立一个字符设备之前，需要获得一个或多个设备编号。可以选择静态分配和动态分配，推荐动态分配。使用alloc_chrdev_region函数来进行设备号的动态分配。

字符驱动的三个内核数据结构file_operations,file,inode

file_operations定义操作方法，包括字符的open,wirte,ioctrl等。

file结构表示一个打开的文件

inode在内核表示一个文件实体，包含了大量的有关文件的信息。

可以参考这个博客的内容，写的很好 http://www.cnblogs.com/chen-farsight/p/6177870.html，在用户控件使用open函数打开一个inode，会有以下过程

在虚拟文件系统VFS中的查找对应与字符设备对应 struct inode节点
遍历字符设备列表（chardevs数组），根据inod节点中的 cdev_t设备号找到cdev对象
创建struct file对象（系统采用一个数组来管理一个进程中的多个被打开的设备，每个文件秒速符作为数组下标标识了一个设备对象）
初始化struct file对象，将 struct file对象中的 file_operations成员指向 struct cdev对象中的 file_operations成员（file->fops = cdev->fops）
回调file->fops->open函数

我们可以看到我们必须实现几个结构中的方法，尤其是file_operations，然后实例化cdev，file结构体，并将他们建立联系。

那么一个字符设备文件的建立，需要以下几个步骤：

1、调用alloc_chrdev_region(&dev, myfifomajor,1,"myfifo");来动态分配设备号。

2、 cdev_init(&myfifo_dev->cdev,&myfifo_fops); 初始化cdev，一般cdev会定义在自己的数据结构中，本文中定义在Fifo_Dev中。

3、cdev_add(&myfifo_dev->cdev,devno,1);将cdev添加到内核中。

有了前三个步骤，加载模块的时候，会在/proc/device中出现myfifo。如果想在/dev中创建节点。那么还需要另外两个步骤:

4、class_create(THIS_MODULE, "myfifo"); 创建类目录

5、 device_create(cls,NULL,devno,NULL,"myfifo");创建device

执行完以上代码之后，即可完成设备的初始化。

初始化代码如下：

int myfifo_init_module(void)

{

int result, i,err;

dev_t dev,devno;

//×¢²ácdev£¬ »ñÈ¡Éè±¸ºÅ£¬0´ú±í×Ô¶¯·ÖÅä

printk("hello fifo\n");

result = alloc_chrdev_region(&dev, myfifomajor,1,"myfifo");

if (result < 0) {

printk(KERN_WARNING "myfifo: can't get major %d\n",myfifomajor);

return result;

}

printk(KERN_DEBUG "ALLOC SUCCEED\n");

if(myfifomajor == 0) myfifomajor = MAJOR(dev);

//·ÖÅämyfifodev

myfifo_dev = kmalloc(sizeof(Fifo_Dev), GFP_KERNEL);

if (!myfifo_dev) {

result = -ENOMEM;

goto fail;

}

myfifo_dev->data = kmalloc(MYFIFOSIZE,GFP_KERNEL);

if (!myfifo_dev->data) {

result = -ENOMEM;

goto fail;

}

//memset(myfifo_dev, 0, sizeof(Fifo_Dev));

memset(myfifo_dev->data, 0, MYFIFOSIZE);

myfifo_dev->head = 0;

myfifo_dev->tail = 0;

sema_init(&myfifo_dev->sem,1);

// initial signal

devno = MKDEV(myfifomajor, 0);

cdev_init(&myfifo_dev->cdev,&myfifo_fops);

myfifo_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;//ËùÊôÄ£¿é

myfifo_dev->cdev.ops = &myfifo_fops;

err = cdev_add(&myfifo_dev->cdev,devno,1);//×¢²áÉè±¸,·µ»Ø0±íÊ¾³É¹¦,·Ç0±íÊ¾Ê§°Ü

printk(KERN_DEBUG "init SUCCEED\n");

if(err){

printk(KERN_NOTICE "Error %d adding fifo",err);

goto fail;

}

cls = class_create(THIS_MODULE, "myfifo");

if(IS_ERR(cls))

{

goto fail;

}

printk("class create.\n");

test_device = device_create(cls,NULL,devno,NULL,"myfifo");//mknod /dev/hello

if(IS_ERR(test_device))

{

class_destroy(cls);

goto fail;

}

printk(KERN_DEBUG "my fifo device alloc succeed!\n");

return 0; /* succeed */

fail:

myfifo_cleanup_module();

return result;

}

将

struct file_operations myfifo_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.read = myfifo_read,

.write = myfifo_write,

.open = myfifo_open,

.release = myfifo_release,

};结构体中的open,read,write,release实现好之后。按照《一周搞定MPU6500驱动（1）》中的方法进行编译。

通过filezila下载到开发板中，加载模块。

编写测试文件，功能是向myfifo设备中写20个数，再读出20个数，查看是否相同。如下：

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

int main(int argc,char *argv[])

{

unsigned char buf[50];

int fd;

int i;

for(i=0; i<20; i++)

{

buf[i] = i;

}

fd = open("/dev/myfifo",O_RDWR);

if(fd<0)

{

printf("error!\n");

}

write(fd,buf,20);

read(fd,buf+20,20);

for(i=0; i<20; i++)

{

printf(" %d",*(buf+20+i));

}

return 1;

}

可以得到结果：

读出的数与写入的数相同，说明内核函数能够正常运行。

这里需要注意的是，运行程序需要以sudo来运行，因为设备驱动的权限是root。第一次执行的时候，我没有使用sudo，一直报错，设备无法打开，fd返回-1。这个要注意。

折腾了两个晚上，明天开始写mpu6050/6500的驱动。

有什么疑问或者交流的加我QQ475292178，请注明“交流探讨”

一周搞定MPU6050Linux驱动（2）

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