linux-2.6.32在mini2440开发板上移植（8）之添加ADC驱动程序

添加ADC驱动程序

编者：由于内核没有支持S3C2440的ADC驱动，在这里增加ADC驱动。友善的手册对这个介绍的还算相当详细，所以直接按照手册进行。里面的代码也有详细的注释。ADC驱动属于字符型设备，在这里以杂项设备也有的翻译为混杂设备，进行实现。

1 、关于S3C2440 的ADC 和触摸屏接口

Linux-2.6.32.2 内核并没有提供支持S3C2440 的ADC 驱动程序，因此我们自行设计了一个，这个驱动比较简单，属于字符设备，它位于drivers/char 目录下，驱动程序的文件名为：mini2440_adc.c。在S3C2440 芯片中，AD 输入和触摸屏接口使用共同的A/D 转换器，见2440 芯片手册第16 章节，如图。



2 在内核中添加ADC 驱动

ADC 驱动和触摸屏驱动若想共存，就必须解决共享“A/D 转换器”资源这个问题，因此在ADC 驱动程序中声明了一个全局的“ADC_LOCK”信号量，ADC 驱动程序的内容和注解如下：

#include <linux/errno.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/input.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/serio.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/clk.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/sched.h>

#include <asm/io.h>

#include <asm/irq.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <mach/regs-clock.h>

#include <plat/regs-timer.h>

#include <plat/regs-adc.h>

#include <mach/regs-gpio.h>

#include <linux/cdev.h>

#include <linux/miscdevice.h>

;自己定义的头文件，因原生内核并没有包含

#include "s3c24xx-adc.h"

#undef DEBUG

//#define DEBUG

#ifdef DEBUG

#define DPRINTK(x...) {printk(__FUNCTION__"(%d): ",__LINE__);printk(##x);}

#else

#define DPRINTK(x...) (void)(0)

#endif

;定义ADC 转换设备名称，将出现在/dev/adc

#define DEVICE_NAME "adc"

static void __iomem *base_addr;

;定义ADC 设备结构

typedef struct {

wait_queue_head_t wait;

int channel;

int prescale;

}ADC_DEV;

;声明全局信号量，以便和触摸屏驱动程序共享A/D 转换器

DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);

;ADC 驱动是否拥有A/D 转换器资源的状态变量

static int OwnADC = 0;

static ADC_DEV adcdev;

static volatile int ev_adc = 0;

static int adc_data;

static struct clk *adc_clock;

;定义ADC 相关的寄存器

#define ADCCON (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCCON)) //ADC control

#define ADCTSC (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCTSC)) //ADC touch screen

control

#define ADCDLY (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDLY)) //ADC start or Interval

Delay

#define ADCDAT0 (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDAT0)) //ADC conversion

data 0

#define ADCDAT1 (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDAT1)) //ADC conversion

data 1

#define ADCUPDN (*(volatile unsigned long *)(base_addr + 0x14)) //Stylus Up/Down interrupt status

#define PRESCALE_DIS (0 << 14)

#define PRESCALE_EN (1 << 14)

#define PRSCVL(x) ((x) << 6)

#define ADC_INPUT(x) ((x) << 3)

#define ADC_START (1 << 0)

#define ADC_ENDCVT (1 << 15)

;定义“开启AD 输入”宏，因为比较简单，故没有做成函数

#define START_ADC_AIN(ch, prescale) \

do{ \

ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(prescale) | ADC_INPUT((ch)) ; \

ADCCON |= ADC_START; \

}while(0)

;ADC 中断处理函数

static irqreturn_t adcdone_int_handler(int irq, void *dev_id)

{

;如果ADC 驱动拥有“A/D 转换器”资源，则从ADC 寄存器读取转换结果

if (OwnADC) {

adc_data = ADCDAT0 & 0x3ff;

ev_adc = 1;

wake_up_interruptible(&adcdev.wait);

}

return IRQ_HANDLED;

}

;ADC 读函数，一般对应于用户层/应用层的设备读函数(read)

static ssize_t s3c2410_adc_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)

{

char str[20];

int value;

size_t len;

;判断“A/D 转换器”资源是否可用

if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0) {

OwnADC = 1; //标记“A/D 转换器”资源状态为可用

START_ADC_AIN(adcdev.channel, adcdev.prescale); //开始转换

wait_event_interruptible(adcdev.wait, ev_adc); //通过终端的方式等待转换结果

ev_adc = 0;

DPRINTK("AIN[%d] = 0x%04x, %d\n", adcdev.channel, adc_data, ADCCON & 0x80 ? 1:0);

;把转换结果赋予value，以便传递到用户层/应用层

value = adc_data;

;释放“A/D 转换器”资源

OwnADC = 0;

up(&ADC_LOCK);

} else {

;没有“A/D 转换器”资源，赋值为“-1”

value = -1;

}

len = sprintf(str, "%d\n", value);

if (count >= len) {

;把转换结果传递到用户层/应用层

int r = copy_to_user(buffer, str, len);

return r ? r : len;

} else {

return -EINVAL;

}

}

;打开ADC 设备的函数，一般对应于用户态程序的open

static int s3c2410_adc_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

;初始化中断队列

init_waitqueue_head(&(adcdev.wait));

;缺省通道为“0”

adcdev.channel=0;

adcdev.prescale=0xff;

DPRINTK( "adc opened\n");

return 0;

}

static int s3c2410_adc_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

DPRINTK( "adc closed\n");

return 0;

}

static struct file_operations dev_fops = {

owner: THIS_MODULE,

open: s3c2410_adc_open,

read:s3c2410_adc_read,

release: s3c2410_adc_release,

};

static struct miscdevice misc = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = DEVICE_NAME,

.fops = &dev_fops,

};

static int __init dev_init(void)

{

int ret;

base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);

if (base_addr == NULL) {

printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n");

return -ENOMEM;

}

adc_clock = clk_get(NULL, "adc");

if (!adc_clock) {

printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n");

return -ENOENT;

}

clk_enable(adc_clock);

/* normal ADC */

ADCTSC = 0;

;注册中断

ret = request_irq(IRQ_ADC, adcdone_int_handler, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, &adcdev);

if (ret) {

iounmap(base_addr);

return ret;

}

;注册设备

ret = misc_register(&misc);

printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

return ret;

}

static void __exit dev_exit(void)

{

;释放中断

free_irq(IRQ_ADC, &adcdev);

iounmap(base_addr);

if (adc_clock) {

clk_disable(adc_clock);

clk_put(adc_clock);

adc_clock = NULL;

}

misc_deregister(&misc);

}

;导出信号量“ADC_LOCK”，以便触摸屏驱动使用

EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);

module_init(dev_init);

module_exit(dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

上面的驱动程序中还包含了一个简单的头文件“s3c24xx-adc.h”，它也在drivers/char目录下，内容为：

#ifndef _S3C2410_ADC_H_

#define _S3C2410_ADC_H_

#define ADC_WRITE(ch, prescale) ((ch)<<16|(prescale))

#define ADC_WRITE_GETCH(data) (((data)>>16)&0x7)

#define ADC_WRITE_GETPRE(data) ((data)&0xff)

#endif /* _S3C2410_ADC_H_ */

上面的驱动程序中还包含了一个简单的头文件“s3c24xx-adc.h”，它也在drivers/char目录下，内容为：

#ifndef _S3C2410_ADC_H_

#define _S3C2410_ADC_H_

#define ADC_WRITE(ch, prescale) ((ch)<<16|(prescale))

#define ADC_WRITE_GETCH(data) (((data)>>16)&0x7)

#define ADC_WRITE_GETPRE(data) ((data)&0xff)

#endif /* _S3C2410_ADC_H_ */

然后打开drivers/char/Makefile 文件，在大概114 行加入ADC 驱动程序目标模块：

obj-$(CONFIG_JS_RTC) += js-rtc.o

js-rtc-y = rtc.o

obj-$(CONFIG_MINI2440_ADC) += mini2440_adc.o

# Files generated that shall be removed upon make clean

clean-files := consolemap_deftbl.c defkeymap.c

再打开drivers/char/Kconfig 文件，加入ADC 驱动配置选项：

config DEVKMEM

bool "/dev/kmem virtual device support"

default y

help

Say Y here if you want to support the /dev/kmem device. The

/dev/kmem device is rarely used, but can be used for certain

kind of kernel debugging operations.

When in doubt, say "N".

config MINI2440_ADC

bool "ADC driver for FriendlyARM Mini2440 development boards"

depends on MACH_MINI2440

default y if MACH_MINI2440

help

this is ADC driver for FriendlyARM Mini2440 development boards

Notes: the touch-screen-driver required this option

config BFIN_JTAG_COMM

tristate "Blackfin JTAG Communication"

depends on BLACKFIN

help

这样，我们就在内核中添加了ADC 驱动，现在内核源代码目录的命令行执行：make menuconfig，依次选择如下子菜单项，找到刚刚添加的ADC 驱动配置选项：

Device Drivers --->

Character devices --->

按空格键选中ADC 配置选项,然后退出保存所选配置,在命令行执行：make zImage ，将会生成arch/arm/boot/zImage，使用supervivi 的“k”命令把它烧写到开发板。

3 ADC 测试程序

我们在这里使用友善之臂自带的文件系统，里面有一个adc-test 命令，它的源代码如下：

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <fcntl.h>

#include <linux/fs.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

int main(void)

{

fprintf(stderr, "press Ctrl-C to stop\n");

int fd = open("/dev/adc", 0);

if (fd < 0) {

perror("open ADC device:");

return 1;

}

for(;;) {

char buffer[30];

int len = read(fd, buffer, sizeof buffer -1);

if (len > 0) {

buffer[len] = '\0';

int value = -1;

sscanf(buffer, "%d", &value);

printf("ADC Value: %d\n", value);

} else {

perror("read ADC device:");

return 1;

}

usleep(500* 1000);

}

close(fd);

}

“adc-test”测试程序已经集成到我们的文件系统中，因此在开发板的命令行终端输入：adc-test，旋转开发板上的W1 可调电阻，可以看到ADC 转换的结果也在变动，实测截图如下图所示：