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基于ARM_contexA9 led驱动编程

2016-02-01 18:18 417 查看

关于友善之臂出的这款contexA9开发板，目前在网络上的资源较少，特别是内核的，非常之少，鉴于这种情况，我将会写一个系列的驱动来做关于tiny4412这款板子开发的总结。

简单介绍一下:

Tiny4412是一款高性能的四核Cortex-A9核心板，由广州友善之臂设计、生产和发行销售。它采用三星Exynos4412作为主处理器，运行主频可高达1.5GHz，Exynos4412内部集成了Mali-400 MP高性能图形引擎，支持3D图形流畅运行，并可播放1080P大尺寸高清视频。三星旗舰智能手机Galaxy S3即是采用此CPU设计。

我用的是普通版.也就是只有一个串口的.但是核心板是一样的。

好了，介绍完毕，前面的文章我们已经说过了如何编写一个字符设备的驱动程序，这里就不再继续扯字符驱动怎么写，非常简单了，看看就懂了。

我们进入整题，今天，我们需要实现一个LED的驱动程序。在友善之臂的核心板上，有4颗LED灯，如何编写一个驱动程序，让它亮起来，首先我们来看看核心板:

LED灯就位于右上角，第一个和第二个都是电源指示灯，我们不需要管它，我们只管后面那4个LED灯。

如何编写？

1、首先找到板子的原理图，找到对应的引脚。

2、接着打开数据手册，找到对应的寄存器。

3、开始编写LED驱动程序

4、编写makefile

5、插入模块insmod xxx.ko

6、查询主设备号 cat /proc/devices

7、创建设备节点 mknod /dev/xxx c x x

8、执行应用程序app

对应的原理图:

从这里我们可以得出一个结论，LED灯是低电平点亮的，也就是往对应的端口里写0，LED灯就亮了。从最下面一幅图可以知道，我们要找的寄存器是GPIO的GPM4开头的这个寄存器，现在我们进入查数据手册的阶段.

查手册:

我们找到手册的第288页GPIO章节的GPMCON这里:

这是我们要配置端口的模式的IO口，端口有以上的一些状态，在这里我们只考虑输出，也就是只要配置Output那一项就可以了。

我们要配的寄存器有GPM4CON[0],GPM4CON[1],GPM4CON[2],GPM4CON[3],这四位，分别配置成output输出模式.

接下来再看一个GPM4DAT，这个是端口的状态寄存器，对状态寄存器就是写0或者写1，那么LED就被驱动了，我们来看看:

好了，寄存器我们已经找到了，接下来，可以进入写代码的阶段了：

首先编写LED驱动程序:

<span style="font-size:18px;">#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
//这个是设备的名称,也就是对应在/dev/test-dev
#define DEV_NAME	"test-dev"
//LED灯IO口的地址，也就是刚刚我们在上面的芯片手册看到的Address
#define GPM4COM     0x110002E0
//定义配置模式的指针变量
volatile unsigned long *led_config = NULL ;
//定义配置状态的指针变量
volatile unsigned long *led_dat = NULL ;
//open方法，对LED灯进行初始化
int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("led_open\n");//上层程序对LED进行Open操作的时候会执行这个函数
//先对LED的端口进行清0操作
*led_config &= ~(0xffff);
//将4个IO口16位都设置为Output输出状态
*led_config |= (0x1111);
return 0;
}
//write方法
int led_write(struct file *filp , const char __user *buf , size_t count , loff_t *f_pos)
{
int val ;
//注意，这里是在内核中进行操作，我们需要使用copy_from_user这个函数将用户态的内容拷贝到内核态
copy_from_user(&val , buf , count);
//以下就是当val是哪个值的时候，led就执行相应的操作，这里不多说
switch(val)
{
case 0 :
//对状态寄存器进行赋值,以下雷同
printk(KERN_EMERG"led1_on\n");
*led_dat &= ~0x1 ;
break ;
case 1 :
printk(KERN_EMERG"led2_on\n");
*led_dat &= ~0x2 ;
break ;
case 2 :
printk(KERN_EMERG"led3_on\n");
*led_dat &= ~0x4 ;
break ;
case 3 :
printk(KERN_EMERG"led4_on\n");
*led_dat &= ~0x8 ;
break ;
case 4 :
printk(KERN_EMERG"ledall_on\n");
*led_dat &= ~0xf ;
break ;
case 5 :
printk(KERN_EMERG"ledall_off\n");
*led_dat |= 0xf ;
break ;

}
}
//close方法
int led_close(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("led_close\n");
*led_dat |= 0xf ;  //全灭,因为高电平是灭的，0xf ----> 1111
return 0;
}
//用ioctl这个方法也可以实现LED的操作的，自己去实现吧
#if 0
long led_ioctl(struct file *filp, unsigned int request, unsigned long arg)
{
switch(request)
{
case 0:
printk(KERN_EMERG"led1 on\n");
*led_dat &=~0x1 ;
break;

case 1:
printk(KERN_EMERG"led2 on\n");
*led_dat &=~0x2 ;
break;

case 3:
printk(KERN_EMERG"led3 on\n");
*led_dat &=~0xf ;
break;

case 4:
printk(KERN_EMERG"led4 on\n");
*led_dat &=~0x8 ;
break ;
default :
*led_dat |= 0xf ;
}
}
#endif
//对方法进行初始化
struct file_operations fops = {
.owner = THIS_MODULE ,
.open = led_open,
.release = led_close,
//	.unlocked_ioctl = led_ioctl,
.write = led_write,
};
//主设备号
int major ;
//启动函数
static __init int test_init(void)
{
printk("led_init\n");
major = register_chrdev(major, DEV_NAME, &fops);
led_config = (volatile unsigned long *)ioremap(GPM4COM , 16);
led_dat = led_config + 1 ;
return 0;
}
//注销函数
static __exit void test_exit(void)
{
printk("led_exit\n");
unregister_chrdev(major, DEV_NAME);
iounmap(led_config);
}

module_init(test_init);
module_exit(test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Y.X.YANG");
MODULE_VERSION("2016.1.15");</span>

以上就是led这个设备驱动的编写框架。看不懂的可以去学学linux内核设备驱动再来看就很简单了。其实跟单片机的编程差不了多少的，只不过内核驱动是按照框架来编写的，有所驱动就在这里。

驱动程序编写完了，接下来我们编写上层应用层的程序：

<span style="font-size:18px;">#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
int val = 0 ;
//打开对应的设备
fd = open("/dev/test-dev",O_RDWR) ;
if(-1 == fd)
{
printf("open fair!\n");
return -1 ;
}
while(1){
val = 0 ;
//写write方法就会调用到驱动程序的led_write
//最后我们能看到的结果是led灯做流水灯的实现，然后全灭，再周而复始
write(fd , &val , 4);
sleep(1);
val = 1 ;
write(fd , &val , 4);
sleep(1);
val = 2 ;
write(fd , &val , 4);
sleep(1);
val = 3 ;
write(fd , &val , 4);
sleep(1);
val = 5 ;
write(fd , &val , 4);
sleep(1);
}
return 0;
}</span>

好了，程序已经写完了，我们来看看makefile怎么写.

<span style="font-size:18px;">#将你所写的驱动程序编译成模块形式
obj-m	+= leds.o
#你需要的文件系统
ROOTFS = /disk/A9/filesystem
#你需要的内核
KERNEL = /disk/A9/linux-3.5/
#模块编译
all:
make -C $(KERNEL) M=`pwd` modules
#模块清除
clean:
make -C $(KERNEL) M=`pwd` clean
rm -rf my_led
#模块更新
install:
make -C $(KERNEL) M=`pwd` modules_install INSTALL_MOD_PATH=$(ROOTFS)
#编译上层app应用程序
my_led:
arm-linux-gcc my_led.c -o my_led</span>

好了，所有的一切都编写完成，我们来看看接下来的操作:

1、先编译整个工程:执行make命令