Linux设备驱动程序学习(基于2440的GPIO字符设备驱动)

基于2440的GPIO字符设备驱动及应用程序是针对2440型号的底板的驱动及测试应用程序，详细情况请见底板的PCB图。

S3C2440提供130 路复用的IO口线，分为如下端口进行管理：

— Port A (GPA): 23路输出口线

— Port B (GPB): 11路输入/输出口线

— Port C (GPC): 16路输入/输出口线

— Port D (GPD): 16路输入/输出口线

— Port E (GPE): 16路输入/输出口线

— Port F (GPF): 8路输入/输出口线

— Port G (GPG): 16路输入/输出口线

Port H (GPH): 11路输入/输出口线

Port J (GPJ): 13路输入/输出口线

每个端口可以通过软件来进行配置，从而定义每个管脚的功能。如果管脚没有用在复用功能，可以作为通用IO口进行操作。要对端口进行配置，要了解各个寄存器的作用，每个寄存器的作用可以参考2440的手册。

本实验主要关注的寄存器有如下三个：

端口配置寄存器（GPACON-GPJCON）

主要功能：配置IO端口的功能，如输入、输出和其他复用功能

端口数据寄存器（GPADAT-GPJDAT）

主要功能：保存IO端口的数据

端口上拉寄存器（GPAUP-GPJUP）

主要功能：控制IO端口的上拉使能，1-禁止，0-使能（本实验中禁用就可以了）

本实验的硬件连接示意图：

蜂鸣器的实验：GPE-14-----------------------蜂鸣器的控制管脚：0蜂鸣器开；1蜂鸣器关

GPIO驱动程序如下：

 #include <linux/module.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/string.h>

#include <linux/mm.h>

#include <linux/fb.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/dma-mapping.h>

#include <asm/io.h>

#define RING_MAJOR 224 //mknod /dev/ring c 224 0

#define rGPECON (*(volatile unsigned *)(vaddr+0x40))

#define rGPEDAT (*(volatile unsigned *)(vaddr
edc9
+0x44))

#define rGPEUP (*(volatile unsigned *)(vaddr+0x48))

#define GPECON_MASK ~(3<<28)

#define GPECON_OUTPUT (1<<28)

#define GPEUP_MASK ~(1<<14)

#define GPEUP_OUTPUT (1<<14)

#define GPEDAT_MASK ~(1<<14)

#define GPEDAT_OUTPUT (1<<14)

#define ring_on() rGPEDAT = rGPEDAT & GPEDAT_MASK

char *vaddr;

static int ring_open(struct inode *,struct file *);

static int ring_release(struct inode *,struct file *);

static int ring_ioctl(struct inode *,struct file *,unsigned int ,unsigned long);

static struct file_operations ring_ctl_fops = {

    owner : THIS_MODULE,

    open : ring_open,

    ioctl : ring_ioctl,

    release : ring_release,

};

static int ring_open(struct inode *inode,struct file *file)

{

    printk("open ring device...\n");

    return 0;

}

static int ring_ioctl(struct inode *inode,struct file *fiel,unsigned int command,unsigned long arg)

{

    printk("ring_ioctl called,with command=%d\n",command);

    if(command ==0)

    {

        while(arg--)

        {

            printk("...");

            ring_on();

        }

        printk("\n");

    }

    return 0;

}

static int ring_release(struct inode *inode,struct file *file)

{

    rGPEDAT = (rGPEDAT & GPEDAT_MASK) | GPEDAT_OUTPUT;

    printk("device close!!!\n");

    return 0;

}

static int __init ring_init(void)

{

    int err = 0;

    vaddr = ioremap(0x56000000,0x100);

    rGPECON = (rGPECON & GPECON_MASK) | GPECON_OUTPUT;

    rGPEUP = (rGPEUP & GPEUP_MASK) | GPEUP_OUTPUT;

    printk("ring_init\n");

    err = register_chrdev(RING_MAJOR,"ring",&ring_ctl_fops);

    if(err<0)

    {

        printk("fail to register\n");

        return -1;

    }

    printk("success to register\n");

    return 0;

}

static int __exit ring_exit(void)

{

    printk("release this device!!!\n");

    unregister_chrdev(RING_MAJOR,"ring");

    return 0;

}

module_init(ring_init);

module_exit(ring_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile文件：

#ring module example Makefile

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

    obj-m :=ring_driver.o

else

    KERNELDIR ?= /home/czd/mike/linux-2.6.28.7

    #KERNELDIR=/lib/modules/$(shell uname -r)/build

    PWD := $(shell pwd)

default:

    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

clean:

    rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c 

endif

ring的测试程序test.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define DEVICE_RINGTEST "/dev/ring"

int main(int argc ,char * argv[])
{
    int fd;
    int val = -1;

    fd =  open(DEVICE_RINGTEST,O_RDONLY);
    printf("fd:%x\n",fd);
    if(fd<0)
    {
        perror("can not open device!");
        exit(1);
    }
    while(1)
    {
        printf("please Select number to run program\n");
        printf("1 : ring on\n");
        printf("2 : ring off\n");
        scanf("%d",&val);

        if (val == 1)
        {
            ioctl(fd,0,3);
        }else if(val == 2)
        {
            close(fd);
            break;
        }
    }
    return 0;
}
 
测试程序的Makefile文件：
CC = /opt/virt.arm/bin/armv4tl-caozhudong-linux-gnueabi-gcc
test:test.o
    $(CC) -o $@ $^
test.o:test.c
    $(CC) -c -o $@ $<
.PHONY : clean
clean:
    rm -rf *.o

编译、测试驱动程序：

打开超级终端，命令：minicom

启动系统

以NFS加载网络文件系统：

vivi-->param set linux_cmd_line "noinitrd root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.25:/home/czd/nfs/,proto=tcp,nolock,nfsvers=3 ip=192.168.0.125:192.168.0.25:192.168.0.1:255.255.255.0:bamboo:eth0:off
console=ttySAC0"

vivi>boot

编译驱动模块

切换目录，命令：cd ../ring /ring_driver 回车

编译驱动模块，命令：make clean; make 回车（生成驱动模块ring_driver.ko）

编译测试程序

切换目录，命令：cd ../ring /test_ring 回车

编译测试程序，命令：make clean; make 回车（生成测试文件test_ring）

加载驱动模块并执行测试程序

建立节点：mknod /dev/ring c 224 0

切换目录，命令，cd ../ring /ring_driver 回车

加载驱动模块，命令，insmod ring_driver.ko回车

查看模块, 命令: lsmod 回车

切换目录，命令：cd ../ring /test_ring 回车

执行测试文件，命令：./test_ring回车