嵌入式Linux字符设备入门之--LED驱动详解
2019-07-13 02:37发布
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一、实验环境
PC机：Redhat9.0 内核版本：Linux2.4
开发板：FL2440 内核版本：Linux2.6 CPU：s3c2440
二、实验步骤
1、硬件连接。
FL2440有四个可编程控制的共阳极LED，分别与CPU的GPB5,GPB6,GPB8,GPB10相连。
2、驱动程序
由于是刚刚接触驱动，实在是不知道怎么写，只好用开发板自带的led驱动了（手动分配设备号），我还写了一个自动分配设备号的程序。我所做的就是分析这个程序，争取把它给读懂。下面是开发板led驱动的源程序。
程序里的注释是我参考网上的资料自己加的，主要参考的是mini2440的led驱动程序的注释内容，不知道对不对！
a：手动分配设备号
/*-----------------s3c2440_leds.c--------------------------------*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include //?????????????????
#include //???????????????
#include
#include
#include
#include
#define DEVICE_NAME "leds" //设备名
#define LED_MAJOR 231 //主设备号
/*----------------------------------------------------------------------------------*/
//定义引脚的寄存器数组（无符号长整形，对应于引脚的地址）
static unsigned long led_table [] = {
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB8,
S3C2410_GPB10,
};
/*---------------------------------------------------------------------------------*/
//定义引脚功能，为输出（无符号整形）
static unsigned int led_cfg_table [] = {
S3C2410_GPB5_OUTP, //0x01<<10 defined in refg-gpio.h
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
S3C2410_GPB10_OUTP,
};
/*-------------------------------------------------------------------------------*/
//测试程序调用此函数，实现对led的控制
//设备节点，文件描述符，LED灯状态，LED灯编号四个命令参数
static int s3c2440_leds_ioctl(
struct inode *inode,
struct file *file,
unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
switch(cmd) {
case 0:
case 1:
if (arg > 4)
{
return -EINVAL; /* Invalid argument,非法参数 */
}
//低电平有效，用户程序传来的cmd取反
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], !cmd);//设置数据寄存器gpbdat，cmd的非
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
static struct file_operations s3c2440_leds_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = s3c2440_leds_ioctl,
};
/*---------------------------------------------------------------------------*/
//初始化函数
static int __init s3c2440_leds_init(void)
{
int ret;
int i;
ret = register_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME, &s3c2440_leds_fops);//注册设备
if (ret < 0)
{
printk(DEVICE_NAME " can't register major number/n");
return ret;
}
devfs_mk_cdev(MKDEV(LED_MAJOR, 0), S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP, DEVICE_NAME);
//上句的作用是干甚？？？？？？
for (i = 0; i < 4 ; i++)
{
/*-----------------------------------------------------------------------*/
//设置GPIO对应的配置寄存器GPIOCON为输出状态,在头文件
//linux-2.6.12/include/asm-arm/arch-s3c2410/hardware.h中的函数原型为：
//extern void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function);
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
/*-----------------------------------------------------------------------*/
//设置GPIO对应的数据寄存器GPIODAT为高电平
//在模块加载结束后，四个LED应该是全部都是不发光状态
s3c2410_gpio_setpin(led_table[i], 1);
/*-----------------------------------------------------------------------*/
}
printk(DEVICE_NAME " initialized/n");
return 0;
}
/*------------------------------------------------------------------------------------*/
//注销设备
static void __exit s3c2440_leds_exit(void)
{
devfs_remove(DEVICE_NAME);
unregister_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME);
}
/*------------------------------------------------------------------------------------*/
module_init(s3c2440_leds_init);//执行insmod是调用该函数
module_exit(s3c2440_leds_exit);//执行rmmod是调用该函数
/*-----------------------------------------------------------------------------------*/
b：自动分配设备号
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define DEVICE_NAME "leds"
static unsigned long led_table [] = {
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB8,
S3C2410_GPB10,
};
static unsigned int led_cfg_table [] = {
S3C2410_GPB5_OUTP,
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
S3C2410_GPB10_OUTP,
};
static int s3c2440_leds_ioctl(
struct inode *inode,
struct file *file,
unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
switch(cmd) {
case 0:
case 1:
if (arg > 4)
{
return -EINVAL;
}
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], !cmd);
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
static struct file_operations s3c2440_leds_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = s3c2440_leds_ioctl,
};
static struct miscdevice misc = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = DEVICE_NAME,
.fops = &s3c2440_leds_fops,
};
static int __init s3c2440_leds_init(void)
{
int ret;
int i;
for (i = 0; i < 4; i++)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
s3c2410_gpio_setpin(led_table[i], 1);
}
ret = misc_register(&misc);
printk (DEVICE_NAME"/tinitialized/n");
return ret;
}
static void __exit s3c2440_leds_exit(void)
{
misc_deregister(&misc);
}
module_init(s3c2440_leds_init);
module_exit(s3c2440_leds_exit);
这个程序我没有做注释，参考上一个程序吧！不过这里有些需要说明的，用insmod命令能加载到内核，用lsmod命令也可以查到，但是运行测试程序时却出不来该有的现象，并且提说找不到文件。(下面做了解释)
3、编译驱动程序
写个Makefile文件编译，2.6版本的内核好像只能这么编译驱动，不能在命令行里一步步的通过命令编译，不过2.4内核的可以。（不知道是不是这么回事？）
当然Makefile我也不会写，用的板子带的那个！
#Makefile for s3c2440_leds.c
obj-m :=s3c2440_leds.o
KERNELDIR ?=/usr/linux-2.6.12
PWD := $(shell pwd)
default:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
经make后生成了四个文件
我只知道s3c2440_leds.ko是我想要的，其他三个不道是干嘛的？
4、将驱动加载到内核
有两种方式：
一是把驱动程序直接编译进内核；细节问题我没有怎么研究，大致上就是写好驱动程序之后，放到内核代码的目录里，当然还得修改几个文件，与内核一同编译。这样内核启动后会自动加载，免去很多麻烦，但要占用资源!
二是动态的将驱动加载进内核；这种方式比较适合实验开发，挺方便的，就是每次用到驱动是都要手动加载，我采用的就是这种方式！不过有这种方式有关前题，就是你的内核必须支持动态的加载模块，这个在你配置内核的时候要选择此项支持！
到你的内核的目录下，make menuconfig，第三项“Loadable module support”，选上“Enable loadable module support”，其他的随便，我就多选了个“Module unloading”。然后，重新编译内核。（参考的别人的，我没弄过！！！）
下面是加载的过程：
将PC机的根目录挂到开发板的tmp目录下
#mount 192.168.2.32:/ /tmp
加载驱动模块
#insmod s3c2440_led.ko
可以看看有没有加载上
#lsmod
Module size usedby tainted:P
S3c2440_leds 1664 0
Ok了，加载成功，现在可以写个测试程序测试一下了！
顺便说一下如何卸载驱动模块吧！
#rmmod s3c2440_leds.ko
注意：如果你加载的是a驱动程序，可以到/dev目录下查看一下，发现在字符设备中有关叫leds的设备，设备号231。但是如果你加载的是b驱动程序，你在/dev目录下是找不到leds的，不过你可以进的一个叫misc的目录，原来leds在这里，我试验内核分给它的设备号是63，不道为啥没有想a程序那样直接出现在/dev目录下。这也带来了麻烦，就是写测试程序时，针对两种不同的驱动程序，测试程序也略有不同！（后面会说，见测试程序）
5、测试程序
/*-----------------------led--------------------------------------------*/
/*这个程序实现的是跑马灯*/
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/ioctl.h"
#include "stdlib.h"
#include "termios.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "sys/time.h"
int main(void)
{
int on=1;
int led;
int fd;
fd=open("/dev/leds",0);
/*如果有加载的是b驱动程序模块，这里要写出：fp=open(“/dev/misc/leds”,0)*/
if(fd<0)
{
perror("open device leds");
exit(1);
}
printf("leds test show,press ctrl+c to exit /n");
while(1)
{
for(led=0;led<4;led++)
{
ioctl(fd,on,led);
usleep(50000);
}
on=!on;
}
close(fd);
return 0;
}
6、编译测试程序，完成测试
将测试程序交叉编译，在板子上执行：
#./led
看效果吧，漂亮！！！！！
三、实验总结：
这个实验其实做了好多天，在做之前也做了很多准备，因为以前也没接触过这些，也没有什么基础，确实挺费劲的！而且我之前看的都是2.4内核的驱动，2.4的驱动与2.6<
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