本篇文章来学习嵌入式Linux驱动程序开发中的第一步——点亮led。
驱动程序开发的步骤主要分为以下几个部分:
根据原理图确定相关引脚;查看芯片手册(以我的板子来说就是三星平台EXYNOS4412系列);编写驱动程序;编写用于测试的应用程序;以上的驱动程序开发过程,不仅仅只是在Linux中,在所有的嵌入式软件开发中,也基本都是遵循这套流程。
特别说明:第一个步骤和第二个步骤我将直接跳过(查看原理图和芯片手册),因为这两者取决于我们的硬件平台,大家可以根据具体的应用进行修改即可。重点放在第三个步骤和第四个步电脑骤,也就是编写驱动程序和测试程序。
下面进行详细的讲解
编写驱动程序
(1)确认led所连接的引脚,led1、led2分别连接的引脚为EXYNOS4_GPD0(0)和EXYNOS4_GPD0(1),此处的EXYNOS4_GPD0(0)是一个宏,该宏是IO引脚的结构描述,两个led定义为一个数组的代码如下:
(2)写使用到的两个gpio申请,且申请成功之后将他们配置为输出模式,同时保持默认高电平,根据原理图可知当低电平时led打开,所以开机led默认关闭,代码如下:
(3)对应上一步,写释放申请的gpio,代码如下:
(4)写led设备与文件操作相关的函数(在本例中主要是open()函数和ioctl()函数等),代码如下:
open函数和release函数
ioctl函数
然后将实现的文件操作函数填充到file_operations结构体中,如下:
由于在本例中不使用read()、write()和llseek()等函数,所以可以不用写这些文件操作函数的具体实现。
(5)写模块入口函数和模块出口函数,代码如下:
在模块入口函数中,主要完成注册设备、设备初始化、将设备注册到系统、创建设备节点以及申请gpio并初始化。
模块入口函数——前半部分
模块入口函数——后半部分
在模块出口函数中,主要完成一些释放工作,例如注销设备、注销设备节点、释放gpio等。
模块出口函数
最后修饰入口函数和出口函数,以及模块的许可证声明即可:
编写用于测试的应用程序
代码如下:
实现的效果为:电脑运行测试程序,输入可执行文件名,并输入两个控制参数,第一个参数决定控制哪一个led,第二个参数决定是点亮led还是关闭led,如果输入参数个数不等于3时不能控制点灯。
在文章结束部分作一些总结:
对宏定义EXYNOS4_GPL2(0)的操作实际上就是对4412芯片管脚寄存器的操作;上层程序员(包括驱动工程师)不用关心物理地址和虚拟地址具体是多少,只需要对一组宏定义操作,就是对4412内部寄存器操作;关于led管脚的申请、赋值以及配置所使用到的主要函数为: GPIO申请函数和赋值函数gpio_request – gpio_set_value()、三星平台的GPIO配置函数s3c_gpio_cfgpin()、GPIO配置输出模式的宏变量S3C_GPIO_OUTPUT。通过对普通GPIO的操作,大家可以了解到,学习驱动的过程中,很大一部分时间实际上是用于熟悉库函数的使用。其实无论什么驱动都没有想象的那么难,一般性的方法都是先了解和掌握和对应驱动相关的库函数。
最后在掌握驱动库函数的基础上,掌握Linux架构,驱动自然很容易写出来或者很容易就移植成功,希望此篇文章可以帮助读者初步进入嵌入式Linux设备驱动的世界。
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