linux驱动学习（2）-beep驱动

今天拿beep程序练手，主要学习linux driver的开发流程和内核编程相关的重要接口。

弄完之后就要写uart驱动了。

参考书籍：《华清远见 linux驱动开发详解》

开发板：tq2440

下面是tq2440的蜂鸣器电路的电路图：

核心板：

可知，通过对TOUT0/GPB0进行编程可控制蜂鸣器

而对于s3c2440的gpio来说，只需要设置config和data寄存器即可。

Gpb0设置为输出，gpbcon寄存器[1：0]设置为01;

之后就可以用gpbdat来设置其值了。

下面通过s3c2440 的pwm来控制bepp的鸣叫。

pwm设置占空比

pwm的TIMER0模块硬件结构图

使用Timer0

1、选择Timer0预置溢出数值，设置为15表示计数满PCLK/16/devided value，

Diviedr 值由TCFG0/1设置

计数缓冲寄存器值和匹配缓冲寄存器来共同决定占空比大小。

TCNTBn用来设置down_counter(减法计数器)计数大小，从而决定一个周期的大小。

TCNTB..

小结一下:

当定时器计数递减到0，一个定时器的自动加载操作将发生。因此，TCNTn一开始的值已经被用户预先定义。在这种情况下，设置新的开始值需要通过人工加载位来被加载。下面部分描述如何开始一个定时器：

1）初始化TCNTBn和TCMPn

2）设置相应定时器的人工加载位。不管是否使用极性转换功能，推荐都配置下极性转换功能位。

3）设置相应定时器的启动位来启动定时器，同时清除人工加载位。

如果定时器在计数过程中被强行停止，则TCNTn保持计数值，如需设置新的数值，需要人工加载。

最后设置TCON使能即可。

设置bit[4:0]为11101

B = 01011

~2 = 01101

linux驱动代码如下：

//-------------------------------------------------------------

//        NAME:xiaoyang_beep.c

//        By Xiaoyang [email protected]

//-------------------------------------------------------------

#include <linux/module.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/device.h>

#include <linux/miscdevice.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/mm.h>

#include <asm/irq.h>

#include <plat/regs-timer.h>

#include <mach/regs-gpio.h>

#include <mach/map.h>

#include <mach/regs-irq.h>

#include <asm/io.h>

#include <mach/hardware.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/system.h>

#define DEVICE_NAME                "xiaoyang-beep"                /* 加载模式后，执行"cat /proc/devices"命令看到的设备名称 */

#define BEEP_MAJOR                233                                                /* 主设备号 */

//-------------------------------------------------------------

// 应用程序对设备文件/dev/xiaoyang-Beep执行ioclt(...)时，

// 就会调用xiaoyang_beep_ioctl函数

// cmd:<0不使用pwm

//         >0设置down_counter中的数值（鸣叫频率）

//-------------------------------------------------------------

static int xiaoyang_beep_ioctl(struct inode *inode,        struct file *file,        unsigned int cmd,unsigned long arg)

{

unsigned long temp;

if(cmd <= 0)

{

//set as gpb0,output

temp = __raw_readl(S3C2410_GPBCON);        //GPBCON IO Control

temp &= ~3;        //just select the GPBCON[1:0]bits for gpb0

temp |= 1;        //set gpb[0] as output

__raw_writel(temp, S3C2410_GPBCON);

//set gpbdata[0](beep value) as 0

temp = __raw_readl(S3C2410_GPBDAT);        //GPBDAT

temp &= ~1;

__raw_writel(temp, S3C2410_GPBDAT);

}

else

{

//set as TOUT0

temp = __raw_readl(S3C2410_GPBCON);        //GPBCON

temp &= ~3;

temp |= 2;                //using TOUT0(pwm timer)

__raw_writel(temp, S3C2410_GPBCON);

//using pwm timer TOUT0

temp = __raw_readl(S3C2410_TCFG0);        //TCFG0

temp &= ~0xff;        //select Timer0

temp |= 15;                //FCLK/(15+1)/(devided value),prescaler value!

__raw_writel(temp, S3C2410_TCFG0);

temp = __raw_readl(S3C2410_TCFG1);        //TCFG1

temp &= ~0xf;        //select MUX0

temp |= 1;                //1/4 diveder

__raw_writel(temp, S3C2410_TCFG1);

//--------------------------------------------------------------

//        now set TCNTB and TCMPB,generate 1:1 diveded timer

//         TCNTB寄存器设置装载到递减计数器中的初始值，并依次递减

//         TCMPB寄存器则用于装载同递减计数器进行比较的值

//        所以当设置TCMPB ＝ TCNTB/2即表示进行1:1分时

//--------------------------------------------------------------

temp = (50000000/64)/cmd;//set timer count buffer rgister ,50MHZ/(16*4*cmd)

__raw_writel(temp, S3C2410_TCNTB(0));

temp >>= 1;

__raw_writel(temp, S3C2410_TCMPB(0));

//setup timer0

temp = __raw_readl(S3C2410_TCON);        //TCON

temp &= ~0x1f;

temp |= 0xb;//disable deadzone,auto-reload,interval-off,update TCNTB and TCMPB,start timer0

__raw_writel(temp, S3C2410_TCON);

temp &= ~2;//set bit[0] as 0,clear manual update-setting bit

__raw_writel(temp, S3C2410_TCON);        

}

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所调用的open、read、write、ioctl等函数，

//        最终会调用这个结构中指定的对应函数

//--------------------------------------------------------------

static struct file_operations xiaoyang_beep_fops = {

.owner        =        THIS_MODULE,

.ioctl        =        xiaoyang_beep_ioctl,

};

static char __initdata banner[] = "TQ2440 Beep, 2010-xiaoyang yi\n";

static struct class *beep_class;

//--------------------------------------------------------------

//        执行"insmod xiaoyang_beep.ko"命令时就会调用这个函数

//--------------------------------------------------------------

static int __init xiaoyang_beep_init(void)

{

int ret;

printk(banner);

 

//--------------------------------------------------------------

// 注册字符设备驱动程序

// 参数为主设备号、设备名字、file_operations结构；

// 这样，主设备号就和具体的file_operations结构联系起来了，

// 操作主设备为BEEP_MAJOR的设备文件时，就会调用xiaoyang_beep_fops中的相关成员函数

// BEEP_MAJOR可以设为0，表示由内核自动分配主设备号

//--------------------------------------------------------------

ret = register_chrdev(BEEP_MAJOR, DEVICE_NAME, &xiaoyang_beep_fops);//分配设备号

if (ret < 0) {

printk(DEVICE_NAME " can't register major number\n");

return ret;

}

//注册一个类，使mdev可以在"/dev/"目录下面建立设备节点

beep_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);

if(IS_ERR(beep_class))

{

printk("Err: failed in xiaoyang-Beep class. \n");

return -1;

}

//创建一个设备节点，节点名为DEVICE_NAME

device_create(beep_class, NULL, MKDEV(BEEP_MAJOR, 0), NULL, DEVICE_NAME);

printk(DEVICE_NAME " initialized\n");

return 0;

}

//--------------------------------------------------------------

//        执行"rmmod xiaoyang_beep.ko"命令时就会调用这个函数

//--------------------------------------------------------------

static void __exit xiaoyang_beep_exit(void)

{

/* 卸载驱动程序 */

unregister_chrdev(BEEP_MAJOR, DEVICE_NAME);

device_destroy(beep_class, MKDEV(BEEP_MAJOR, 0));                //删掉设备节点

class_destroy(beep_class);                                                                        //注销类

}

//指定驱动程序的初始化函数和卸载函数

module_init(xiaoyang_beep_init);

module_exit(xiaoyang_beep_exit);

/* 描述驱动程序的一些信息，不是必须的 */

MODULE_AUTHOR("software-hit");                                //驱动作者

MODULE_DESCRIPTION("TQ2440 Beep Driver");        //描述信息

MODULE_LICENSE("GPL");                                                //遵循的协议

将其加入内核，配置drivers/char/Kconfig和Makefile将根目录下的config_EmbededSky_W35拷贝到.config然后运行：Make menuconfig进行配置。

可将beep作为模块或者必选（作为内核的一部分）加入内核。则运行

Make oldconfig

Make

生成zImage烧写到开发板后就有/dev/beep设备。

若作为模块作编的话仅仅运行Make SUBDIR=drivers/char/ modules即可编译出EmbededSky_Beep.ko,将其拷贝到开发板insmod加载。

其中在编译过程出现了以下问题：

drivers/char/EmbedSky_beep.c: In function 'xiaoyang_beep_init':

drivers/char/EmbedSky_beep.c:134: error: implicit declaration of function 'class_device_create'

drivers/char/EmbedSky_beep.c: In function 'xiaoyang_beep_exit':

drivers/char/EmbedSky_beep.c:148: error: implicit declaration of function 'class_device_destroy'

make[2]: *** [drivers/char/EmbedSky_beep.o] 错误 1

make[1]: *** [drivers/char] 错误 2

make: *** [drivers] 错误 2

[xiaoyang@localhost linux-2.6.3

解决办法：

这主要是版本间的接口变化引起的。

在Linux2.6中，针对上面的这个问题不同的版本有些修改，使用前要先查看下/.../include/linux/device.h里的函数声明，如我用的是Linux2.6.30，里面就没有class_device_create函数，而直接使用device_create就可以了，而在之前的版本如Linux2.6.15，里面就要用class_device_create函数 。

所以不要使用class_device_create 而改用device_create即可，另外一个接口也是。

编写应用程序：

//----------------------------------------------------------

// [email protected]

// beep driver/module test

//----------------------------------------------------------

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <sys/stat.h>

int main()

{

int fd;

int i = 0;

int m_pwm_val;

 

fd = open("/dev/xiaoyang-beep",O_RDWR);

if(fd < 0){

perror("open device xiaoyang-beep error!");

exit(1);

}

 

for(i = 0; i < 1000; i++){

scanf("%d",&m_pwm_val);

printf("your pwm_val is %d\n",m_pwm_val);

ioctl(fd,m_pwm_val,4);//最后这个参数没有什么用，ioctl：linux接口采用统一接口进行设备的操作

if(m_pwm_val == 0){

break;

}

}

 

close(fd);

return 0;        

}

makefie如下：

CROSS_COMPILE=arm-linux-

CC=$(CROSS_COMPILE)gcc

obj-m := hello.o

all:beep

beep:beep.c

$(CC) -o beep beep.c

$(CROSS_COMPILE)strip beep

clean:

rm -rf *.o beep

实验结果截图：

输入数字后beep按照不同的频率发声，太刺耳了。