文章目录

1 编写驱动程序

2 编写应用测试程序

3 运行测试

信号量可以导致休眠，因此信号量保护的临界区没有运行时间限制，可以在驱动的 open 函数申请信号量，然后在release 函数中释放信号量。但是信号量不能用在中断中，本节实验我们不会在中断中使用信号量。

1 编写驱动程序

本实验例程路径：i.MX6UL终结者光盘资料/06_Linux驱动例程/06_gpioled_semaphore创建gpioled_semaphore.c文件，因为和前面的实验驱动文件部分是相同不用修改的，下面是部分内容：

第 17 行，要使用信号量必须添加头文件。

第 34 行，在设备结构体中添加一个信号量成员变量 sem。

第 46~59行，在 open函数中申请信号量，可以使用 down 函数，也可以使用 down_interruptible函数。如果信号量值大于等于 1 就表示可用，那么应用程序就会开始使用 LED 灯。如果信号量值为 0 就表示应用程序不能使用 LED 灯，此时应用程序就会进入到休眠状态。等到信号量值大于 1 的时候应用程序就会唤醒，申请信号量，获取 LED 灯使用权。

第 114 行，在 release 函数中调用 up 函数释放信号量，这样其他因为没有得到信号量而进入休眠状态的应用程序就会唤醒，获取信号量。

第 138 行，在驱动入口函数中调用 sema_init 函数初始化信号量 sem 的值为 1，相当于 sem是个二值信号量。

总结一下，当信号量 sem 为 1 的时候表示 LED 灯还没有被使用，如果应用程序 A 要使用LED 灯，先调用 open 函数打开/dev/gpioled，这个时候会获取信号量 sem，获取成功以后 sem 的值减 1 变为 0。如果此时应用程序 B 也要使用 LED 灯，调用 open 函数打开/dev/gpioled 就会因为信号量无效(值为 0)而进入休眠状态。当应用程序 A 运行完毕，调用 close 函数关闭/dev/gpioled的时候就会释放信号量 sem，此时信号量 sem 的值就会加 1，变为 1。信号量 sem 再次有效，表示其他应用程序可以使用 LED 灯了，此时在休眠状态的应用程序 A 就会获取到信号量 sem，获取成功以后就开始使用 LED 灯。

2 编写应用测试程序

应用测试程序使用38.1.2中的应用测试程序即可。

3 运行测试

1、编译驱动程序

添加Makefile文件，修改obj-m的值为 gpioled_semaphore.o，内容如下：

首先我们在终端输入两个命令（设置两个环境变量）：

export ARCH=arm

export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

然后使用“make”命令进行编译，生成gpioled_semaphore.ko驱动模块文件。

2、运行测试

将编译好的gpioled_semaphore.ko驱动模块文件拷贝到/lib/modules/4.1.15目录下（检查开发板根文件系统中有没有“/lib/modules/4.1.15”这个目录，如果没有的话需要自行创建一下。开发板中使用的是光盘资料里面提供的busybox文件系统，光盘资料的“i.MX6UL终结者光盘资料\08_开发板系统镜像\03_文件系统镜像\01_Busybox文件系统”目录下）。输入下面命令加载模块：

depmod

modprobe gpioled_semaphore

驱动模块加载成功如图 3.1所示：

驱动模块加载成功后，使用gpioled_atomic_test应用测试程序进行测试，测试流程和原子变量测试一样。使用下面的命令打开LED灯：

./gpioled_atomic_test /dev/gpioled 1 &

然后紧接着输入LED灯关闭命令：

./gpioled_atomic_test /dev/gpioled 0 &

注意两个命令都是运行在后台，第一条命令先获取到信号量，因此可以操作 LED 灯，将LED 灯打开，并且占有 25S。第二条命令因为获取信号量失败而进入休眠状态，等待第一条命令运行完毕并释放信号量以后才拥有 LED 灯使用权，将 LED 灯关闭，运行结果如图 3.2所示：

可以看到有两次运行结果。

卸载模块命令：

rmmod gpioled_semaphore