mini2440驱动奇谭——LED驱动与测试（动态加载）

我的博客：http://blog.csdn.net/muyang_ren

实现功能：开发板动态加载led驱动模块并能通过测试程序

系统：Ubuntu 14.04

驱动交叉编译内核：linux-2.6.32.2               //建立交叉编译

开发板：mini2440 （128M nandflash）     //关于怎么烧写linux到开发板请点击，Linux RootFs 选择rootfs_rtm_2440.img
 （光盘目录：image/linux/rtm ）

开发所需工具：NFS网络文件  minicom 
vim

linux文件目录：/opt/FriendlyARM/mini2440/linux-2.6.32.2

自己驱动目录： /home/lianghuiyong/my2440drivers

注意：我的开发板内核被我裁剪了led驱动部分，包括之后要写的一些驱动，裁剪内核很简单，make menuconfig菜单后对应的驱动空格为空就行了

给大家推荐一个很好用的vim插件：ma6174，因为我用的是NFS网络挂载，使用了路由器上网，当大家不想用到路由器，用的是无线网的时候还想使用NFS网络挂载文件，其他没变，只是将网线修改下，我们上网的网线一般是按B接线排的，记得老师说过，只接局域网不上网的话只需要网线的一端是A排法，另一端是B排法。直接连开发板和电脑就行了。

（一）丶LED原理分析

盗图可耻啊，我还是盗图了，原谅我吧。。。

从图中可知：led一端是直接接着芯片上的引脚，另一端怎么接了个电阻？没电阻降压的话电流一接通，就led这么点阻值，芯片估计光荣了。要点亮led，电阻那端的电流是没法改变的，而且电阻那端是高电平，led没亮的情况下，是因为芯片那端也是提供高电平，要点亮led只需将芯片对应的芯片控制寄存器设置为输出，并将数据寄存器写入0 , 0为低电平，电流通过，led点亮！

（二）丶代码部分

驱动模块：

/*************************************************************************
	> File Name:LHY_led.c
	> Author:梁惠涌
        > Mail:
	> Created Time: 2014年09月29日 星期一 20时34分50秒
 ************************************************************************/
//在 linux-2.6.32.2/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach 目录下
#include<mach/regs-gpio.h>         // 和GPIO相关的宏定义
#include<mach/hardware.h>          //S3C2410_gpio_cfgpin
                                   //S3C2410_gpio_setpin等gpio函数定义

//在 linux-2.6.32.2/include/linux 目录下
#include<linux/miscdevice.h>        //注册 miscdevide 结构体成员变量
#include<linux/delay.h>             //这个应该是时延函数了
#include<linux/kernel.h>            //内核，不用说
#include<linux/module.h>            //驱动加载卸载函数定义
#include<linux/init.h>              //初始化头文件
#include<linux/mm.h>
#include<linux/fs.h>                //注册file_operations结构体变量
#include<linux/types.h>
#include<linux/moduleparam.h>
#include<linux/slab.h>
#include<linux/errno.h>
#include<linux/ioctl.h>
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/string.h>
#include<linux/list.h>
#include<linux/pci.h>
#include<linux/gpio.h>              //gpio口定义文件（虚拟地址）

//在 linux-2.6.32.2/arch/arm/include/asm 目录下
#include<asm/irq.h>
#include<asm/uaccess.h>
#include<asm/atomic.h>
#include<asm/unistd.h>

#define DEVICE_NAME "leds"

static unsigned long led_table[]={
    S3C2410_GPB(5),  //在gpio-nrs.h(是gpio.h包含的头文件)中定义了虚拟地址
    S3C2410_GPB(6),
    S3C2410_GPB(7),
    S3C2410_GPB(8),
};

static unsigned int led_cfg_table[]={
    S3C2410_GPIO_OUTPUT,      //定义在regs-gpio.h头文件
    S3C2410_GPIO_OUTPUT,
    S3C2410_GPIO_OUTPUT,
    S3C2410_GPIO_OUTPUT,
};

static int sbc2440_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;
        }
    }

//文件结构体
static struct file_operations dev_fops={
 	.owner=		THIS_MODULE,        //THIS_MODULE防止使用过程中被卸载
  	.ioctl =	sbc2440_leds_ioctl,  //.ioctl 指向 sbc2440_leds_ioctl 函数
};

//混杂设备结构体
static struct miscdevice misc ={
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,     //动态分配次设备号（驱动编号）
    .name  = DEVICE_NAME,            //驱动名为定义的 DEVICE_NAME
    .fops  = &dev_fops,              //文件操作指针指向 dev_fops的地址
};

//模块加载并初始化函数
static int __init dev_init(void){
    int ret;
    int i;

    printk(KERN_ALERT "Hello,mini2440 led is installed!\n");
    for(i=0;i<4;i++){
        //配置led 引脚功能，led_table[i]为上面定义的led虚拟地址；
        //led_cfg_table[i]为上面定义的功能（输出）
        s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]);

        //设置led状态，0为低电平，led点亮
        s3c2410_gpio_setpin(led_table[i],0);
    }

    ret =misc_register(&misc);

    printk(DEVICE_NAME"\t Lianghuiyong-leds\n");
    return ret;
}

static void __exit dev_exit(void){
    printk(KERN_ALERT"Good-bye,mini2440 led is removed!\n");
    misc_deregister(&misc);
}

module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");              //GPL协议
MODULE_AUTHOR("Lianghuiyong Inc.");

驱动makefile文件

PWD = $(shell pwd)
KDIR =/opt/FriendlyARM/mini2440/linux-2.6.32.2/
obj-m:= LHY_led.o
all:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) CONFIG_DEBUG_SECTION_MISMATCH=y
clean:
	rm -rf *.o *~core.depend. *.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
	rm -rf *.order Module.*
insmod:
	insmod LHY_led.ko
rmmod:
	rmmod LHY_led
active:
	echo -e "$(MAKE) \n"
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD)

测试模块：

/*************************************************************************
	> File Name: ledceshi.c
	> Author:梁惠涌
	> Mail:
	> Created Time: 2014年10月02日 星期日 01时10分03秒
 ************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/ioctl.h>

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

    /*检查两个参数，如果不符合则退出*/
    if(argc !=3 ||sscanf(argv[1],"%d",&led_on)!=1 || sscanf(argv[2],"%d",&on)!=1 || on <0 || on>1 || led_on<0 ||led_on>3){
       fprintf(stderr,"Usage: leds led_on 0|1 \n");
        exit(1);
    }

    fd = open("/dev/leds0", 0);
    if(fd<0){
        fd = open("/dev/leds",0);
    }
    if(fd<0){
        perror("open device leds");
        exit(1);
    }
    /*通过ioctl调用输入的led_on和on控制led*/
    ioctl(fd,on,led_on);
    close(fd);
    return 0;
}

测试文件曾用过官方的makefile文件来make，但是开发板运行时出现syntax error: word unexpected (expecting ")")错误，直接使用gcc吧

命令：arm-linux-gcc -g ledceshi.c（c文件） -o ledceshi（产生的可执行文件名）

开发板上的操作截图（这个绝不是盗图了。。。。。。）

（三）丶函数调用笔记

（一）S3C2410_GPB(5)

头文件中的宏定义

#define S3C2410_GPB(_nr)	(S3C2410_GPIO_B_START + (_nr))

S3C2410_GPIO_B_START = S3C2410_GPIO_NEXT(S3C2410_GPIO_A),

#define S3C2410_GPIO_NEXT(__gpio) 	((__gpio##_START) + (__gpio##_NR) + CONFIG_S3C_GPIO_SPACE + 0)

#define S3C2410_GPIO_B_NR	(32)

S3C2410_GPIO_A_START = 0,

我们只用到 S3C2410_GPB(_nr)这个宏定义，而这个虚拟地址怎么算？宏定义（第一行）和等式（第二行）很容易理解，

S3C2410_GPIO_NEXT(S3C2410_GPIO_A)这个呢？

S3C2410_GPIO_NEXT(S3C2410_GPIO_A)=S3C2410_GPIO_A_START（0）+S3C2410_GPIO_A_NR（32）+CONFIG_S3C_GPIO_SPACE+0，

而CONFIG_S3C_GPIO_SPACE的值？根据

#if CONFIG_S3C_GPIO_SPACE != 0
#error CONFIG_S3C_GPIO_SPACE cannot be zero at the moment
#endif

可知 CONFIG_S3C_GPIO_SPACE 只能为0才会讨论虚拟地址是多少，反推过去就知道 S3C2410_GPB(_nr)=32+ _nr 。

总结：S3C2410_GPn(_nr) ，n为 A、B、C、D等，S3C2410_GPn(_nr)=n×32+_nr  （A时n为0，B时为1，C为2 .......）

（二） s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]);  函数以S3C2410_GPB(5)，S3C2410_GPIO_OUTPUT 实参分析

该函数的具体定义：

gpio-nrs.h 用到的定义 ---  S3C2410_GPIO_BANKB

regs-gpio.h                    ---  S3C2410_GPIO_OUTPUT ,   S3C2410_GPIO_BANKB,    S3C24XX_GPIO_BASE(x)，   S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)

---  S3C2410_GPIO_BASE(pin)

void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function) //根据上面的计算，可知pin=37  ，function 可根据宏定义  #define S3C2410_GPIO_OUTPUT  (0xFFFFFFF1)
{
    void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin); //#define S3C24XX_GPIO_BASE(x)  S3C2410_GPIO_BASE(x)

/*S3C24XX_GPIO_BASE(pin)的计算：
（以下定义是在 /linux-2.6.32.2/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/map.h
/linux-2.6.32.2/arch/arm/plat-s3c24xx/include/plat/map.h
/linux-2.6.32.2/arch/arm/plat-s3c/include/plat/Map-base.h下）

#define     S3C2410_GPIO_BASE(pin)       ((((pin) & ~31) >> 1) + S3C24XX_VA_GPIO)
#define     S3C24XX_VA_GPIO                   ((S3C24XX_PA_GPIO - S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART)
#define     S3C24XX_PA_GPIO                   S3C2410_PA_GPIO
#define     S3C24XX_PA_UART                   S3C2410_PA_UART
#define     S3C24XX_VA_UART                   S3C_VA_UART
#define     S3C2410_PA_GPIO                   (0x56000000)
#define     S3C2410_PA_UART                   (0x50000000)
#define     S3C_VA_UART                       S3C_ADDR(0x01000000)
#define     S3C_ADDR(x)                      (S3C_ADDR_BASE + (x))
#define     S3C_ADDR_BASE                     (0xF4000000)

 S3C24XX_GPIO_BASE(pin) = S3C2410_GPIO_BASE(x)
   = ((((pin) & ~31) >> 1) + S3C24XX_VA_GPIO)
   = ((((pin) & ~31) >> 1) + (S3C24XX_PA_GPIO - S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART)
   = ((((pin) & ~31) >> 1) + (0x56000000- 0x50000000) + S3C_VA_UART)
   = ((((pin) & ~31) >> 1) + (0x56000000- 0x50000000) + (S3C_ADDR_BASE + (0x01000000))
   = ((((pin) & ~31) >> 1) + (0x56000000- 0x50000000) + ((0xF4000000) + (0x01000000))
   = ((((pin) & ~31) >> 1) + (0xFB000000)
   = 0xFB000010
//((((pin) & ~31) >> 1)运算：((pin) & ~31) =100000，右移一位=10000，也就是十六进制0x10。
 //base变量存储的是0xFB000010虚拟地址           */

    unsigned long mask;
    unsigned long con;
    unsigned long flags;
    if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {    // #define S3C2410_GPIO_BANKB   (32*1) ，GPB虚拟地址的开始，
         // 成立则pin是指向GPA，否则指向GPA之外地址
        mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin); // #define S3C2410_GPIO_OFFSET(pin) ((pin) & 31) , ((pin) & 31) 也就是将第六位（包括）以上的数清零
    } else {
        mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;     //S3C2410_GPIO_OFFSET(37)=(( 37 ) & 31 ) *2= 00101*2=10 ，mask=3<<10
}
//根据我的理解上面这个if语句，1 和 3分别代表了寄存器控制位的初始状态，S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2 和  S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)
//只是求出控制寄存器的具体位，那么1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin) 和3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2 就是将寄存器的某一控制位赋
//予初始状态，之所以要分1 和 3、 S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);和S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;    主要是因为只有GBA的控制状态位只要一
//位表示就够了（两个功能），而其他的寄存器需要两位（四个功能）来表示。

    switch (function) {
        case S3C2410_GPIO_LEAVE:  //是否是最后一个基（虚拟）地址
              mask = 0;
              function = 0;
              break;

        case S3C2410_GPIO_INPUT:
        case S3C2410_GPIO_OUTPUT:
        case S3C2410_GPIO_SFN2:
        case S3C2410_GPIO_SFN3:

        if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {    //这个if和我上面分析的一样
            function - = 1;
            function &= 1;
                function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
            } else {         //GPB的pin属于下面的情况
                function &= 3;       //取 function 后两位，其余位清零 ， function=0xFFFFFFF1 ,相与后=01
                function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;     //通过上面的if分析可以知道function=01<<10
                 }
            }
       /*  modify the specified register wwith IRQs off */
    local_irq_save(flags);    // 关中断，中断标志位存储于flags中，定义在<asm/system.h>文件中 

    con = __raw_readl(base + 0x00);//base是上面的指针变量，存储的是0xFB000010 基地址，没找到函数的定义，con应该是读取控制寄存器的值
    con &= ~mask;         //con对应位[10，11]置零，～mask = ～（3<<10）
    con |= function;      //con对应位设置[10，11]为function后两位 01，function = 01 << 10 

     __raw_writel(con, base + 0x00);    //将改变后的con写入寄存器
    local_irq_restore(flags);         //开寄存器中断
}

s3c2410_gpio_setpin(led_table[i],0); 函数 和 s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]); 大同小异，就不分析了。

盗用下网友的虚拟地址映射图（这样这张图才有意义吧，O(∩_∩)O哈哈~）

错误笔记（2.6.32.2内核）：

1、/home/nfsshare/root_qtopia/Drive/LED/mini2440_leds.c:29: error: ‘S3C2410_GPB5‘ undeclared here (not in a function)

解决方法：这是因为内核版本问题，gpio-nrs.h定义和手册的例子上用的有所不同：S3C2410_GPB5改为 S3C2410_GPB（5）

2、/home/lianghuiyong/my2440drivers/LED/LHY_led.c:40: error: ‘S3C2410_GPB5_OUTP‘ undeclared here (not in a function)

解决方法：同样原因,在arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h文件下 可以看到

47行    #define S3C2410_GPIO_OUTPUT  (0xFFFFFFF1)

在S3C2410_GPB5_OUTP 改为 S3C2410_GPIO_OUTPUT

3、error: ‘misc‘ undeclared (first use in this function)

error: variable ‘dev_fops‘ has initializer but incomplete type

error: unknown field ‘owner‘ specified in initializer

这都是没注意，写错了代码：file_operations写错了，misc也写的上下不一致，MISC_DYNAMIC_MINOR漏写了字母

4、 line 1: syntax error: word unexpected (expecting ")")  错误

直接使用gcc编译

命令：arm-linux-gcc -g ledceshi.c（c文件） -o ledceshi（产生的可执行文件名）

时间： 2025-01-03 21:29:26

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