嵌入式Linux驱动学习之LED控制:基于AT91SAM9261EK

2019-07-13 04:22发布

       最近移植成功了基于AT91SAM9261EK的UBI根文件系统,移植了ftp服务器功能,因此,打算开始驱动的学习,首先写个最简单的基于Linux 的LED驱动,根据网上的例子,修改一下。然后成功运行!方法很重要,开发环境很重要。我这里使用的是Linux 2.6.32的内核。

(1)编写嵌入式Linux LED驱动,控制开发板上的两个LED灯。低电平亮,高电平灭。Atmel AT91SAM9261 PA13 PA14两个GPIO控制。
(2)编写驱动程序(生成模块)与用户程序(执行文件)。
(3)文件系统是可写的,也就是可以建目录与文件,移植了简单的ftp服务器(我这里使用stupidftp)。这样的话,生成的模块与用户程序,直接通过ftp复制到开发板上,由串口超级终端(我使用CRT)来加载模块,执行用户程序,操作运行。

          LED驱动程序:修改网上成功的例子:

#include #include #include #include //包含管脚操作的相关函数 #include //包含创建设备文件的相关函数 #define DEVICE_NAME "SAM9261-LED_TEST" static int LED_Major = 0; struct cdev cdev; /** 应用程序执行 ioctl(fd, cmd, arg)时的第 2 个参数 **/ #define LED_OFF 0 #define LED_ON 1 static unsigned long led_table [] = { AT91_PIN_PA13, /**led_1**/ AT91_PIN_PA14, /**led_2**/ }; /*应用程序对设备文件/dev/leds 执行 open()时, *就会调用SAM9261_ledtest_open */ static int SAM9261_ledtest_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk("SAM9261-ledtest Driver Open Called! "); return 0; } static long SAM9261_ledtest_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg) { if((cmd != 1 && cmd != 0) || (arg != 1 && arg != 0)) return -1; switch(cmd) { case LED_ON: if(arg) { at91_set_gpio_value(led_table[arg], 0); } else { at91_set_gpio_value(led_table[arg], 0); } break; case LED_OFF: if(arg) { at91_set_gpio_value(led_table[arg], 1); } else { at91_set_gpio_value(led_table[arg], 1); } break; default: return -EINVAL; } return 0; } static int SAM9261_ledtest_release(struct inode *inode, struct file *file) { printk("SAM9261_LED Driver Release Called! "); return 0; } /*这个结构是字符设备驱动程序的核心 *当应用程序操作设备文件时调用的 open、read等函数, *最终会调用这个结构中指定的对应函数 */ static struct file_operations SAM9261_ledtest_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = SAM9261_ledtest_open, .release = SAM9261_ledtest_release, .unlocked_ioctl = SAM9261_ledtest_ioctl, }; static struct class *SAM9261_ledtest_class = NULL; /**模块的初始化函数**/ static int __init SAM9261_ledtest_init(void) { int result,err; dev_t devno = MKDEV(LED_Major, 0); /**采用自动分配主设备号**/ if (LED_Major) { result = register_chrdev_region(devno, 1, DEVICE_NAME); printk("Got the Major number by register_chrdev_region ! "); } else { result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, DEVICE_NAME); LED_Major=MAJOR(devno); printk("Got the Major number by alloc_chrdev_region ! "); } if (result < 0) { printk(DEVICE_NAME " can't register major number "); return result; } printk("register SAM9261_ledtest Driver OK! Major = %d ", LED_Major); /**初始化cdev结构**/ cdev_init(&cdev,&SAM9261_ledtest_fops); cdev.owner=THIS_MODULE; cdev.ops=&SAM9261_ledtest_fops; /**注册字符设备**/ err=cdev_add(&cdev, MKDEV(LED_Major, 0), 1); if (err) { printk("error %d adding led ", err); goto fail_cdev_add; } /**自动创建设备文件**/ SAM9261_ledtest_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME); if(IS_ERR(SAM9261_ledtest_class)) { printk("Err: failed in SAM9261_ledtest class. "); goto fail_create_class; } device_create(SAM9261_ledtest_class, NULL, MKDEV(LED_Major, 0), NULL, DEVICE_NAME); /**初始化PA13,PA14 PA23引脚**/ at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PA13, 1); at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PA14, 1); at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PA23, 1); at91_set_deglitch(AT91_PIN_PA13, 1); at91_set_deglitch(AT91_PIN_PA14, 1); at91_set_deglitch(AT91_PIN_PA23, 1); printk(DEVICE_NAME " initialized "); return 0; fail_create_class: cdev_del(&cdev); fail_cdev_add: unregister_chrdev_region(devno, 1); return -1; } /**模块的撤销函数**/ static void __exit SAM9261_ledtest_exit(void) { printk("SAM9261 LED DRIVER MODULE EXIT "); device_destroy(SAM9261_ledtest_class, MKDEV(LED_Major, 0)); class_destroy(SAM9261_ledtest_class); cdev_del(&cdev); unregister_chrdev(LED_Major, DEVICE_NAME); } /**指定驱动程序的初始化函数和卸载函数**/ module_init(SAM9261_ledtest_init); module_exit(SAM9261_ledtest_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("none"); MODULE_DESCRIPTION("SAM9261_LEDTEST drivers"); MODULE_ALIAS("LED Driver module.");

*******************
二:驱动程序Makefile编写
     驱动程序的Makefile文件:我这里不放在Linux 文件里(一般简单的直接放在Linux下面Drivers/char/目录下,然后修改Kconfig)
由于编译成模块,可以加载(insmod)与卸载(rmmod),没有必要再改动内核或是编译选项为:模块M。当然,内核要支持insmod 与rmmod命令。这好像应该是文件系统制作时:busybox的命令!!
     因此,内核与根文件系统制作好了就不要去改了,只要把模块与用户程序通过ftp放到开发板的目录下:我这里为:/mnt/nandflash 自己建的一个目录,设置一下权限,为可以读写。
    LED_TEST.c的Makefile文件如下:

obj-m:=LED_TEST.o CURRENT_PATH:=$(shell pwd) ARM_LINUX_KERNEL:=/home/AT91/Kernel/linux-2.6.32.2 all: $(MAKE) -C $(ARM_LINUX_KERNEL) SUBDIRS=$(CURRENT_PATH) modules clean: rm -rf *.cmd *.o *.ko *.mod.c *.symvers *.order


          注意:虽然不放在Linux 如:linux-2.6.32.2的目录下,但编译驱动还是需要使用这个目录的,即开发板烧写的内核的目录。因为驱动与Linux内核文件有关,使用它的相关头文件与开发板硬件相关的底层文件。我这里驱动文件放在一个单独的目录里,然后引用内核的目录。

三:编译驱动的命令为:
在驱动文件目录(有LED_TEST.c Makefile),
执行shell:
# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

生成LED_Test.ko模块(加载就可以直接使用)

用户程序LED_APP.c的编写:

#include #include #include #include #define LED_DEV "/dev/SAM9261-LED_TEST" int main(int argc, char **argv) { int fd, ret, led_num, led_status; if (argc!=3 || sscanf(argv[1],"%d", &led_num)!=1 || sscanf(argv[2],"%d", &led_status)!=1) { printf(" Please input correct parameters ! "); printf("usage: %s ", argv[0]); printf(" Options: "); printf(" led_num - 1 for red led, 0 for blue led. led_status - 1 for ON, 0 for OFF. "); exit(1); } if((led_status!=1 && led_status!=0) || (led_num!=0 && led_num!=1)) { printf(" Error: The parameter value must be '0' or '1' ! "); printf(" Please try again !!! ! "); exit(1); } fd = open(LED_DEV, 0); if (fd < 0) { printf(" Fail to open device '%s'! ", LED_DEV); exit(1); } ret = ioctl(fd, led_status, led_num); if(ret < 0) { printf(" Fail calling ioctl ! "); } close(fd); return 0; }



用户程序的:Makefile



all: arm-none-linux-gnueabi-gcc LED_TEST_APP.c -o LED_APP clean: rm -rf *.o LED_APP
   
     执行编译:# make 
(在Makefile里,已经指定了arm-none-linux-gnueabi-gcc 的交叉编译,因此直接make就执行了交叉编译)

就可以生成LED_APP可执行的文件,可以chmod 777 LED_APP设置一下执行权限。

         然后把LED_APP LED_TEST.ko 通过ftp复制到开发板。如果你的开发板不支持ftp,则需要跟文件系统一起烧到开发板。

如放在/mnt/nandflash里面,
则进入/mnt/nandflash。

在shell里执行:
#insmod LED_TEST.ko
//会提示是否加载模块成功!!
./LED_APP 0 1         //(第一个LED 亮)
# ./LED_APP 0 0         //(第一个LED灭)
#./LED_APP 1 1         //(第二个LED亮)
#./LED_APP 1 0        //( 第二个LED灭)
(输入时不要输入#,那是shell提示符!./表示当前目录,如果放在bin下面,可以直接执行LED_APP,因为bin这种目录,就像windows下面设置好了环境变量,可以直接执行,不用输入全路径。如果是其他的目录,需要输入全路径,当前目录下,直接使用./即可。)


卸载的命令:
rmmod LED_TEST.ko

好了,执行成功!