linux设备驱动篇之LED驱动（一）

内核版本：linux-3.0

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       在学习LED设备驱动期间经历的问题层出不穷，遇到的问题有以下这些：

1、网上很多的LED驱动几乎都是2.6的内核版本，但是3.0内核和2.6的内核驱动编写有很多地方是不同的在2.6上能运行的设备驱动不一定能在3.0内核上运行。这对于刚刚踏入驱动大门人，急于想了解LED驱动是什么样的，他是怎么工作的，与应用程序又是如何协同工作的呢？对于我们可能第一个要去做的就是去找个例程先跑一跑，了解是怎么回事，增强一些自信和在战略上“藐视”设备驱动的气魄。先介绍一下我的工程结构如下说是，第一个是建立在后面第三个文件s3c_led.c这个LED设备驱动上运行的led运行程序，第二个是Make文件，

我先把可以运行的这个LED驱动贴上来：

（如果你拷贝到你的vim上格式多乱了的话，教你一个快速的方法：在命令行模式下连续按下gg=G这上个字符就能帮你自动调整格式。

你在下面的程序中找到这个nt led[LED_NUM] = {5,6,7,8};  /* Four LEDs use GPB5,GPB6,GPB8,GPB10 */，因为我的led是在GPBIO5、6、7、8这个几个端口，结合你自己的情况修改，其他的不用改

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 *      Copyright:  (C) 2012 Guo Wenxue  
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  s3c_led.c
 *    Description:  This file 
 *                 
 *        Version:  1.0.0(07/26/2012~)
 *         Author:  Guo Wenxue
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "07/26/2012 10:03:40 PM"
 *                 
 ********************************************************************************/


#include   /* Every Linux kernel module must include this head */
#include     /* Every Linux kernel module must include this head */
#include   /* printk() */
#include       /* struct fops */
#include    /* error codes */
#include     /* cdev_alloc()  */
#include         /* ioremap()  */
#include   /* request_mem_region() */


#include      /* Linux kernel space head file for macro _IO() to generate ioctl command  */
#ifndef __KERNEL__
#include      /* User space head file for macro _IO() to generate ioctl command */
#endif
//#include /* Define log level KERN_DEBUG, no need include here */




#define DRV_AUTHOR                "Guo Wenxue "
#define DRV_DESC                  "S3C24XX LED driver"


#define DEV_NAME                  "led"
#define LED_NUM                   4


/* Set the LED dev major number */
//#define LED_MAJOR                 79
#ifndef LED_MAJOR
#define LED_MAJOR                 0
#endif


#define DRV_MAJOR_VER             1
#define DRV_MINOR_VER             0
#define DRV_REVER_VER             0


#define DISABLE                   0
#define ENABLE                    1


#define GPIO_INPUT                0x00
#define GPIO_OUTPUT               0x01




#define PLATDRV_MAGIC             0x60
#define LED_OFF                   _IO (PLATDRV_MAGIC, 0x18)
#define LED_ON                    _IO (PLATDRV_MAGIC, 0x19)


#define S3C_GPB_BASE              0x56000010
#define GPBCON_OFFSET             0
#define GPBDAT_OFFSET             4
#define GPBUP_OFFSET              8
#define S3C_GPB_LEN               0x10        /* 0x56000010~0x56000020  */


int led[LED_NUM] = {5,6,7,8};  /* Four LEDs use GPB5,GPB6,GPB8,GPB10 */


static void __iomem *s3c_gpb_membase;




#define s3c_gpio_write(val, reg) __raw_writel((val), (reg)+s3c_gpb_membase)
#define s3c_gpio_read(reg)       __raw_readl((reg)+s3c_gpb_membase)




int dev_count = ARRAY_SIZE(led);
int dev_major = LED_MAJOR;
int dev_minor = 0;
int debug = DISABLE;


static struct cdev      *led_cdev;


static int s3c_hw_init(void)
{
    int          i;
    volatile unsigned long  gpb_con, gpb_dat, gpb_up;


    if(!request_mem_region(S3C_GPB_BASE, S3C_GPB_LEN, "s3c2440 led"))
    {
        return -EBUSY;
    }


    if( !(s3c_gpb_membase=ioremap(S3C_GPB_BASE, S3C_GPB_LEN)) )
    {
        release_mem_region(S3C_GPB_BASE, S3C_GPB_LEN);
        return -ENOMEM;
    }


    for(i=0; i     {
        /* Set GPBCON register, set correspond GPIO port as input or output mode  */
        gpb_con = s3c_gpio_read(GPBCON_OFFSET);
        gpb_con &= ~(0x3<<(2*led[i]));   /* Clear the currespond LED GPIO configure register */
        gpb_con |= GPIO_OUTPUT<<(2*led[i]); /* Set the currespond LED GPIO as output mode */
        s3c_gpio_write(gpb_con, GPBCON_OFFSET);


        /* Set GPBUP register, set correspond GPIO port pull up resister as enable or disable  */
        gpb_up = s3c_gpio_read(GPBUP_OFFSET);
        //gpb_up &= ~(0x1<         gpb_up |= (0x1<         s3c_gpio_write(gpb_up, GPBUP_OFFSET);


        /* Set GPBDAT register, set correspond GPIO port power level as high level or low level */
        gpb_dat = s3c_gpio_read(GPBDAT_OFFSET);
        //gpb_dat &= ~(0x1<         gpb_dat |= (0x1<         s3c_gpio_write(gpb_dat, GPBDAT_OFFSET);
    }


    return 0;
}




static void turn_led(int which, unsigned int cmd)
{
    volatile unsigned long  gpb_dat;


    gpb_dat = s3c_gpio_read(GPBDAT_OFFSET);


    if(LED_ON == cmd)
    {
        gpb_dat &= ~(0x1<     }
    else if(LED_OFF == cmd)
    {
        gpb_dat |= (0x1<     }


    s3c_gpio_write(gpb_dat, GPBDAT_OFFSET);
}


static void s3c_hw_term(void)
{
    int                     i;
    volatile unsigned long  gpb_dat;


    for(i=0; i     {
        gpb_dat = s3c_gpio_read(GPBDAT_OFFSET);
        gpb_dat |= (0x1<         s3c_gpio_write(gpb_dat, GPBDAT_OFFSET);
    }


    release_mem_region(S3C_GPB_BASE, S3C_GPB_LEN);
    iounmap(s3c_gpb_membase);
}




static int led_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    int minor = iminor(inode);


    file->private_data = (void *)minor;


    printk(KERN_DEBUG "/dev/led%d opened.\n", minor);
    return 0;
}


static int led_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk(KERN_DEBUG "/dev/led%d closed.\n", iminor(inode));


    return 0;
}


static void print_help(void)
{
    printk("Follow is the ioctl() commands for %s driver:\n", DEV_NAME);
    //printk("Enable Driver debug command: %u\n", SET_DRV_DEBUG);
    printk("Turn LED on command  : %u\n", LED_ON);
    printk("Turn LED off command : %u\n", LED_OFF);


    return;
}


static long led_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    int which = (int)file->private_data;


    switch (cmd)
    {
        case LED_ON:


            turn_led(which, LED_ON);
            break;


        case LED_OFF:
            turn_led(which, LED_OFF);
            break;


        default:
            printk(KERN_ERR "%s driver don't support ioctl command=%d\n", DEV_NAME, cmd);
            print_help();
            break;
    }


    return 0;
}




static struct file_operations led_fops =
{
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = led_open,
    .release = led_release,
    .unlocked_ioctl = led_ioctl,
};


static int __init s3c_led_init(void)
{
    int                    result;
    dev_t                  devno;


    if( 0 != s3c_hw_init() )
    {
        printk(KERN_ERR "s3c2440 LED hardware initialize failure.\n");
        return -ENODEV;
    }


    /*  Alloc the device for driver */
    if (0 != dev_major) /*  Static */
    {
        devno = MKDEV(dev_major, 0);
        result = register_chrdev_region (devno, dev_count, DEV_NAME);
    }
    else
    {
        result = alloc_chrdev_region(&devno, dev_minor, dev_count, DEV_NAME);
        dev_major = MAJOR(devno);
    }


    /*  Alloc for device major failure */
    if (result < 0)
    {
        printk(KERN_ERR "S3C %s driver can't use major %d\n", DEV_NAME, dev_major);
        return -ENODEV;
    }
    printk(KERN_DEBUG "S3C %s driver use major %d\n", DEV_NAME, dev_major);


    if(NULL == (led_cdev=cdev_alloc()) )
    {
        printk(KERN_ERR "S3C %s driver can't alloc for the cdev.\n", DEV_NAME);
        unregister_chrdev_region(devno, dev_count);
        return -ENOMEM;
    }
 s3c_led.c                                                                                                                          


    led_cdev->owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(led_cdev, &led_fops);


    result = cdev_add(led_cdev, devno, dev_count);
    if (0 != result)
    {
        printk(KERN_INFO "S3C %s driver can't reigster cdev: result=%d\n", DEV_NAME, result);
        goto ERROR;
    }




    printk(KERN_ERR "S3C %s driver[major=%d] version %d.%d.%d installed successfully!\n",
            DEV_NAME, dev_major, DRV_MAJOR_VER, DRV_MINOR_VER,DRV_REVER_VER);
    return 0;




ERROR:
    printk(KERN_ERR "S3C %s driver installed failure.\n", DEV_NAME);
    cdev_del(led_cdev);
    unregister_chrdev_region(devno, dev_count);
    return result;
}


static void __exit s3c_led_exit(void)
{
    dev_t devno = MKDEV(dev_major, dev_minor);


    s3c_hw_term();


    cdev_del(led_cdev);
    unregister_chrdev_region(devno, dev_count);


    printk(KERN_ERR "S3C %s driver version %d.%d.%d removed!\n",
            DEV_NAME, DRV_MAJOR_VER, DRV_MINOR_VER,DRV_REVER_VER);


    return ;
}






/* These two functions defined in */
module_init(s3c_led_init);
module_exit(s3c_led_exit);


module_param(debug, int, S_IRUGO);
module_param(dev_major, int, S_IRUGO);


MODULE_AUTHOR(DRV_AUTHOR);
MODULE_DESCRIPTION(DRV_DESC);
MODULE_LICENSE("GPL");

2、makefile文件的它要和你的内核一起才能工作，这里是linux-3.0，你进入linux-3.0目录后要先make一下才能在led目录下make,makefile文件代码如下所示，你有没有看到绿色的一行，你把它指定到你的内核目录就行，我的目录是home/fulinux/kernel/linux-3.0-fulinux/，所以是这样设置的

obj-m := s3c_led.o
KERNELDIR := ~/kernel/linux-3.0-fulinux/
PWD := $(shell pwd)
modules:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
clean:
        rm -rf *.o *~core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions *odule* $(TARGET)

3、应用程序代码如下，编译的时候是没有用makefile文件的，你只需要用arm-linux-gcc  -o led_test led_test.c命令或者你的编译器的绝对路径，我的是

 /opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gcc -o led_test led_test.c

/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2013 fulinux  
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  led_test.c
 *    Description:  This file is used to test led
 *                 
 *        Version:  1.0.0(2013年04月04日~)
 *         Author:  fulinux
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "2013年04月04日 14时19分53秒"
 *                 
 ********************************************************************************/
#include
#include
#include
#include


#include      /*  Linux kernel space head file for macro _IO() to generate ioctl command  */
#ifndef __KERNEL__
#include      /*  User space head file for macro _IO() to generate ioctl command */
#endif


#define PLATDRV_MAGIC             0x60
#define LED_OFF                   _IO (PLATDRV_MAGIC, 0x18)
#define LED_ON                    _IO (PLATDRV_MAGIC, 0x19)


int main(int argc, char **argv)
{
    int on;
    int led_no;
    int fd;


    fd = open("/dev/led", 0);
    if (fd < 0) {
        fd = open("/dev/led", 0);
    }
    if (fd < 0) {
        perror("open device led");
        exit(1);
    }
    ioctl(fd, LED_ON, 0);
    close(fd);
    return 0;
}

4、编译完成后通过你的方式将s3c_led.ko 和led_test这两个执行文件送到开发板上，我是通过tftp服务器

tftp -gr s3c_led.ko 192.168.1.4

tftp -gr led_test 192.168.1.4

将文件送到开发板上的。

如果你的开发板网络没有配置好，输入如下命令：

ifconfig eth0 192.168.1.3 netmask 255.255.255.0

route add default gw 192.168.1.1

5、在开发板里执行：

insmod s3c_led.ko

然后显示如下信息说明安装成功

6、好了到了这里不要以为就可以运行led_test了，其实还没。你要先为驱动创建一个设备节点，怎么创建呢，先看下设备驱动的主设备号

我的led主设备号是253,

创建一个设备节点：

mknod /dev/led c 253 0

7、修改一下应用程序的权限，记住在PC上改变权限不行，要在开发板里改变

chmod 777 led_test

如果不修改权限会有出现如下信息：

8、最后执行运行程序

./led_test

你就会看到你的开发板上的LED亮了：-）

后话：

上面的程序执行后你会看到只有第一盏灯是亮着的，如果要想让第二盏灯亮，分析一下代码：

看一下高亮的地方，前面我们指定的次设备号（minor）是0，第二盏灯对应的次设备号是1，同时你要在应用程序里修改如下

编译后送到开发板中

就会发现开发板亮了第二个灯，这个应用程序很简陋，要继续优化才行：-（

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下       篇：linux设备驱动篇之LED驱动（二）http://blog.csdn.net/sonbai/article/details/8761796

PC 平 台：ubuntu12.10

开  发  板：tq2440 fl2440

内核版本：linux-3.0

作       者：fulinux

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