Tiny6410 ——LED 驱动程序设计

1、驱动程序

①、led.h

#ifndef _LED_H_
#define _LED_H_

#define DEVICE_NAME "tiny6410_led"

#define LED_IOC_MAGIC   'l'         // 幻数

#define LED_IOCGETDAT   _IOR(LED_IOC_MAGIC,1,int)   // LED 命令
#define LED_IOCSETDAT   _IOW(LED_IOC_MAGIC,2,int)

#define LED_IOC_MAXNR   2


#endif

②、led.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/slab.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/system.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/miscdevice.h>

#include "led.h"

unsigned long GPIOK_VA_BASE;            // led 对应 GPIOK 虚拟地址

#define GPIOK_CON0_VA   GPIOK_VA_BASE       // led 对应 GPIOK 寄存器虚拟地址
#define GPIOK_CON1_VA   GPIOK_VA_BASE + 0X4
#define GPIOK_DAT_VA    GPIOK_VA_BASE + 0X8
#define GPIOK_PUD_VA    GPIOK_VA_BASE + 0XC

#define GPIOK_PA_BASE   0X7F008800      // led 对应 GPIOK 物理地址

struct resource tiny6410_led_resource =
{
    .name   = "led_io_mem",
    .start  = GPIOK_PA_BASE,
    .end    = GPIOK_PA_BASE + 0X10,
    .flags  = IORESOURCE_MEM,
};

/*
 * tiny6410_led_pin_setup
 * 完成申请，映射，映射获得的虚拟地址由全局变量 GPIOK_VA_BASE 获得。
 * 同时，对 GPIOK 的配置寄存器进行初始化，设置 led 对应端口为输出。
 */
static void tiny6410_led_pin_setup(void)
{
    unsigned long start = tiny6410_led_resource.start;
    unsigned long size = tiny6410_led_resource.end - start;
    unsigned long tmp;

    /* 申请 I/O 内存 */
    request_mem_region(start,size,tiny6410_led_resource.name);

    /* 映射 I/O 内存 */
    GPIOK_VA_BASE = (unsigned long)ioremap(start,size);

    printk("<1>[GPIOK_VA_BASE = 0x%lx]\n",GPIOK_VA_BASE);

    /* 对应管教设置为输出 */
    tmp = readl(GPIOK_CON0_VA);
    tmp = (tmp & ~(0xffff << 16)) | (0x1111 << 16);
    writel(tmp,GPIOK_CON0_VA);

    /* 对应管脚置高，使 led 全灭 */
    tmp = readl(GPIOK_DAT_VA);
    tmp &= ~(0xf << 4);
    writel(tmp,GPIOK_DAT_VA);
}

/*
 * tiny6410_led_pin_release(void)
 * led 端口释放函数比较简单，仅仅是进行申请和映射的逆过程
 */
static void tiny6410_led_pin_release(void)
{
    iounmap((void *)GPIOK_VA_BASE);
    release_mem_region(tiny6410_led_resource.start,
                tiny6410_led_resource.end - tiny6410_led_resource.start);

}

/*
 * 读 led 对应 GPIO 数据寄存器值的操作函数。
 */
static unsigned long tiny6410_led_getdat(void)
{
    return((readl(GPIOK_DAT_VA) >> 4) & 0XF);
}

/*
 * 写 led 对应 GPIO 数据寄存器值的操作函数
 */
static void tiny6410_led_setdat(int dat)
{
    unsigned long tmp;

    tmp = readl(GPIOK_DAT_VA);
    tmp = (tmp & ~(0xf << 4)) | ((dat & 0xf) << 4);
    writel(tmp,GPIOK_DAT_VA);
}

/*
 * 实现 led 的 I/O 操作函数
 * 对于命令 LED_IOCGETDAT，我们调用函数 tiny6410_led_getdat() 获得对应端口
 * 寄存器的值，并通过 put_user() 函数将它传回用户空间。同样，对于命令
 * LED_IOCSETDAT，则将用户空间传过来的值，通过函数 tiny6410_led_setdat()
 * 设置对应的寄存器。
 */
static long led_ioctl(struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
    int ioarg,ret;
    int err = 0;

    /* 检测命令的有效性，通过系统定义的宏操作 */
    if(_IOC_TYPE(cmd) != LED_IOC_MAGIC)
        return -EINVAL;
    if(_IOC_NR(cmd) > LED_IOC_MAXNR)
        return -EINVAL;

    /* 根据命令类型，来检测参数空间是否可以访问 */
    if(_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)
        /* 这里 access_ok() 返回值中：1 成功！0 失败！ */
        err = !access_ok(VERIFY_WRITE,(void *)arg,_IOC_SIZE(cmd));
    else if(_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
        err = !access_ok(VERIFY_READ,(void *)arg,_IOC_SIZE(cmd));

    if(err)
        return -EFAULT;

    /* 根据命令，执行相应的操作 */
    switch(cmd)
    {
        /* 获取 led 对应的 rGPIOKDAT */
        case LED_IOCGETDAT:
            ioarg = tiny6410_led_getdat();
            ret = __put_user(ioarg,(int *)arg);
            break;

        /* 设置 led 对应的 rGPIOKDAT */
        case LED_IOCSETDAT:
            ret = __get_user(ioarg,(int *)arg);
            tiny6410_led_setdat(ioarg);
            break;

        /* default */
        default:
            return -EINVAL;
    }

    return ret;
}

/*
 * 文件操作结构体
 */
static const struct file_operations dev_fops =
{
    .unlocked_ioctl = led_ioctl,
    .owner = THIS_MODULE,
};

/*
 * 混杂设备
 * 在编写混杂型字符设备驱动中，主设备号已经确定，此设备号可以指定
 * MISC_DYNAMIC_MINOR,这样在注册设备时，内核会自动分配次设备号。
 */
static struct miscdevice misc =
{
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,        // 次设备号
    .name = DEVICE_NAME,            // 设备名
    .fops = &dev_fops,          // 文件操作
};

/*
 * 设备驱动模块加载函数
 */
static int __init dev_init(void)
{
    int ret;

    tiny6410_led_pin_setup();

    ret = misc_register(&misc);

    printk("<1>Initialized minor = %d\n",misc.minor);
                        // 在使用 misc_register() 注册
                        // 混杂设备后，还会在 /dev 目录
                        // 下自动创建设备节点，节点名称
                        // 由设备名 DEVICE_NAME 指定。

    return ret;
}

/* 模块卸载函数 */
static void __exit dev_exit(void)
{
    tiny6410_led_pin_release();

    misc_deregister(&misc);

}

module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);

③、Makefile

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := led.o

else
KDIR := /home/_Jana/linux-2.6.38

all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

clean:
    rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.order

endif

2、测试程序

①、led.h（跟上面的一样!）

②、app_led.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include "led.h"

#define DEV_NAME    "/dev/" DEVICE_NAME

int binstr_to_int(char *binstr)
{
    int ret = 0;
    int i = 0;
    char bnum[5];
    memset(bnum,'0',4);

    int len = strlen(binstr);

    if(len > 4)
        strcpy(bnum,binstr + len - 4);
    else
        strcpy(bnum + 4 - len,binstr);

    for(i = 0;i < 4;i ++)
    {
        ret <<= 1;
        ret += (bnum[i] == '0' ? 1 : 0);
    }

    return ret;
}

int main(int argc,char **argv)
{
    if(argc > 2)
    {
        printf("Usage: %s <binary code>\n"
            "example: %s 1001 -- Will turn on led 0 and 3,"
            "and turn off led 1 and 2.\n",argv[0],argv[0]);

        _exit(EXIT_FAILURE);
    }

    int fd,arg;

    if((fd = open("/dev/tiny6410_led",O_RDWR)) == -1)
    {
        printf("Open dev error!\n");
        _exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if(argc == 1)
    {
        ioctl(fd,LED_IOCGETDAT,&arg);
        printf("led dat: %d.\n",arg);
    }
    else
    {
        arg = binstr_to_int(argv[1]);
        printf("arg = %d.\n",arg);
        ioctl(fd,LED_IOCSETDAT,&arg);
    }


    _exit(EXIT_SUCCESS);
}