Linux2.6.33 自己动手写驱动

Linux2.6.33 自己动手写驱动

一、GPIO驱动编写和测试

1、GPIO的这点事儿

GPIO（General-Purpose IO ports），通用的IO端口。一般的微处理器芯片都提供通用的可编程IO端口，用户可以通过配置寄存器将其配置成输入、输出或者其他特殊功能模式。

通用IO端口一般都可以实现按位操作，即用户可以针对IO端口的每一位（以下简称IO位）进行操作。

GPIO端口输出的高低电平可以通过控制一组LED发光二极管来加以验证，这里，我们截取TE2440-DEV-I教学板中的四个发光二极管做实验。

应用S3C2440的GPF4-GPF7共四个IO位，各自控制一个发光二极管，分别对应D1-D4，硬件原理如图6.1所示。

<shapetype id="_x0000_t75" coordsize="21600,21600" o:spt="75" o:preferrelative="t" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" filled="f" stroked="f"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path o:extrusionok="f" gradientshapeok="t" o:connecttype="rect"></path><lock v:ext="edit" aspectratio="t"></lock></shapetype><shape id="图片_x0020_1" o:spid="_x0000_i1026" type="#_x0000_t75" o:bordertopcolor="black" o:borderleftcolor="black" o:borderbottomcolor="black" o:borderrightcolor="black" style="visibility: visible; width: 371.25pt; height: 137.25pt; mso-wrap-style: square"><font size="3"><imagedata src="file:///C:/DOCUME~1/IBM/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.emz" o:title="" gain="192753f" grayscale="t" bilevel="t"></imagedata><bordertop type="single" width="4"></bordertop><borderleft type="single" width="4"></borderleft><borderbottom type="single" width="4"></borderbottom><borderright type="single" width="4"></borderright></font></shape>

图6.1 IO控制LED原理图

原理图分析：

（1） 四个发光二极管采用共阳极的连接方法，即四个发光二极管的阳极连接在一起，并连接到3.3V电源。

（2） 发光二极管的负极各自连接一个1K限流电阻，再分别连接到S3C2440的GPF4-GPF7。

思考：为什么要接一个1K的限流电阻呢？

顾名思义，串接限流电阻就是为了显示通过发光二极管的电流，从而达到减少功耗或者满足端口对最大电流的限制。

一般发光二极管的点亮电流为5mA~10mA。TE2440采用贴片发光二极管，1K限流电阻，驱动电压为3.3V，发光二极管压降为1.6V，那么发光二极管的电流大约为1.7mA。发光二极管已经能点亮了，如果希望更亮一些，可以将限流电阻减小，但是二极管的电流不能超多ARM芯片IO口的最大驱动电流。

（3） 根据电路原理可知，当GPF4-GPF7输出低电平时，由于发光二极管两端加上电压，则发光二极管点亮；当GPF4-GPF7输出高电平只，由于发光二极管两端压差为0，则发光二极管熄灭。

思考：发光二极管为什么会亮呢？

发光二极管在其两端的电压差超出其导通压降时开始工作，普通发光二极管的导通压降一般为1.6V~2.1V，同时，工作电流要满足该二极管的工作电流。满足电压和电流的要求，该二极管就可以发光了。

二极管的正负极可以用万用表的二极管档量出来，如果表上有了一点多的读数，红表笔接的发光二极管的正极，黑表笔接的就是发光二极管的负极。

（4） 我们可以通过程序控制GPF4-GPF7有规律的输出高低电平，则实现发光二极管有规律的亮灭。

2、驱动怎样编写

了解的硬件的概念以后，我们开始我们的驱动编写工作。

然后再在内核源码的“drivers/char/”目录下新建一个名为“TopElec_GPIO.c”的文件，作为我们的驱动文件。内容如下：

/*************************************

NAME:TopElec_GPIO.c

COPYRIGHT:www.top-elec.com

Ver1.00 2010/05/19

*************************************/

#include <linux/miscdevice.h>

#include <linux/delay.h>

#include <asm/irq.h>

#include <mach/regs-gpio.h>

#include <mach/hardware.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/mm.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/types.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/moduleparam.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/ioctl.h>

#include <linux/cdev.h>

#include <linux/string.h>

#include <linux/list.h>

#include <linux/pci.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/atomic.h>

#include <asm/unistd.h>

#include <linux/gpio.h>

#define DEVICE_NAME "GPIO-Control"

#define S3C2410_GPFCON S3C2410_GPIOREG(0x50)

#define S3C2410_GPFDAT S3C2410_GPIOREG(0x54)

#define S3C2410_GPFUP S3C2410_GPIOREG(0x58)

#define S3C2410_GPF4 S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKF, 4)

#define S3C2410_GPF5 S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKF, 5)

#define S3C2410_GPF6 S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKF, 6)

#define S3C2410_GPF7 S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKF, 7)

#define S3C2410_GPF4_OUTP (0x01 << 8)

#define S3C2410_GPF5_OUTP (0x01 << 10)

#define S3C2410_GPF6_OUTP (0x01 << 12)

#define S3C2410_GPF7_OUTP (0x01 << 14)

/* 应用程序执行ioctl(fd, cmd, arg)时的第2个参数 */

#define IOCTL_GPIO_ON 1

#define IOCTL_GPIO_OFF 0

/* 用来指定LED所用的GPIO引脚 */

static unsigned long gpio_table [] =

{

S3C2410_GPF(4),

S3C2410_GPF(5),

S3C2410_GPF(6),

S3C2410_GPF(7),

};

/* 用来指定GPIO引脚的功能：输出 */

static unsigned int gpio_cfg_table [] =

{

//由于2.6.33内核中没有定义GPIO的动作，所以我在上面自己定义了一下。

S3C2410_GPF4_OUTP,

S3C2410_GPF5_OUTP,

S3C2410_GPF6_OUTP,

S3C2410_GPF7_OUTP,

};

static int te2440_gpio_ioctl(

struct inode *inode,

struct file *file,

unsigned int cmd,

unsigned long arg)

{

if (arg > 4)

{

return -EINVAL;

}

switch(cmd)

{

case IOCTL_GPIO_ON:

// 设置指定引脚的输出电平为0

s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0);

return 0;

case IOCTL_GPIO_OFF:

// 设置指定引脚的输出电平为1

s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);

return 0;

default:

return -EINVAL;

}

}

static struct file_operations dev_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.ioctl = te2440_gpio_ioctl,

};

static struct miscdevice misc = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = DEVICE_NAME,

.fops = &dev_fops,

};

static int __init dev_init(void)

{

int ret;

int i;

for (i = 0; i < 4; i++)

{

s3c2410_gpio_cfgpin(gpio_table[i], gpio_cfg_table[i]);

s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[i], 0);

}

ret = misc_register(&misc);

printk (DEVICE_NAME" initialized/n");

return ret;

}

static void __exit dev_exit(void)

{

misc_deregister(&misc);

}

module_init(dev_init);

module_exit(dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("www.top-elec.com");

MODULE_DESCRIPTION("GPIO control for Topelec TE2440DEV_I Board");

3、让驱动到内核里混一下

在内核源码中添加对LED 灯驱动的支持，修改同目录下的Kconfig文件，添加如下内容：

config TE2440_GPIO_TEST

tristate "TE2440DEV-I Board GPIO Test(LED TEST)"

depends on ARCH_S3C2440

default y if ARCH_S3C2440

help

GPIO control for TE2440DEV-I Board.

同样的道理，修改同目录下的Makefile文件，修改的内容如下：

obj-$(CONFIG_TE2440_GPIO_TEST) += TopElec_GPIO.o

4、配置和编译内核

进入内核目录，键入make menuconfig命令，进入内核配置菜单，如下图所示：

图

Diver->chacarter device-> TE2440DEV-I Board GPIO Test 的支持，当然，你也可以选择<M>将驱动编译成模块。

好了，OK，大胆的make吧！

当然可能有错误，因为内核的版本不一致，或是编译器的问题，总之，Linux虽然玩起来和带劲，但是问题也会很多，要有越挫越勇的精神才能成为真正的高手哦！

至于，怎么把内核搞到板子上不在这里就不说了。

5、编写测试程序

/*************************************

NAME:GPIO_TEST.c

COPYRIGHT:www.top-elec.com

*************************************/

#include <stdio.h> /*定义函数要用到的头文件*/

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/ioctl.h>

int main(int argc, char **argv) /*运行时参数传递，开或关哪个LED*/

{

int on; /*定义led状态变量，1表示灯亮，2表示灯灭*/

int led_no; /*定义led变量--哪个led*/

int fd; /*定义led设备文件描述符的变量*/

if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||

on < 0 || on > 1 || led_no < 1 || led_no > 4) /*判断命令输入参数个数*/

{

fprintf(stderr, "Usage: Please enter led number and led status,For example GPIO_TEST 1 0 /n");

exit(1);

}

fd = open("/dev/GPIO-Control", 0); /*为只读打开GPIO-Control设备文件，取出文件描述符*/

if (fd < 0) {

perror("open device /dev/GPIO-Control"); /*如果打开led文件出错，拿不到文件描述符，用perror宏输出错原因及信息*/

exit(1);

}

ioctl(fd, on, (led_no-1)); /*用ioctl()函数控制LED,其中fd--是前面打开的LED文件描述符，on--是开关命令0和1，led_no--是哪个LED*/

close(fd);

return 0;

}

顺便这个Makefile文件，看起来专业点：

CROSS=arm-softfloat-linux-gnu-

all:GPIO_TEST

GPIO_TEST:GPIO_TEST.c

$(CROSS)gcc GPIO_TEST.c -o GPIO_TEST

$(CROSS)strip GPIO_TEST

clean:

@rm -vf GPIO_TEST *.o *~

有了上面的两个 make就可以了

最后把测试程序搞的开发板上运行一下：

bash-3.2# ./GPIO_TEST 1 1 意思是D1被点亮

很多资料来源于网络，谢谢网络的上的无私奉献大侠们！

华清远见-嵌入式领域著名讲师 O(∩_∩)O 牛牛猛

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