linux驱动程序设计实例.docx

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linux驱动程序设计实例

AT91SAM9G20驱动程序设计

开发环境：

Vmware+ubuntu10.04

硬件平台：

AT91SAM9G20

Linux版本：

linux2.6.27

一：

led驱动

说明：

因为设计的开发板上没有led灯，便通过PC0来演示，通过示波器来观察引脚端的电平变化。

1.驱动程序：

my_led.c

#include

#defineMY_LED_MAJOR250//定义主设备号

#defineLED_ON0

#defineLED_OFF1

structglobal_dev{

structcdevcdev;

};//定义设备结构体

structglobal_dev*global_devp;//定义一个指向设备结构体的指针

staticintmy_led_open（structinode*inode,structfile*filp）

{

filp->private_data=global_devp;

return0;

}

staticintmy_led_release（structinode*inode,structfile*file）

{

return0;

}

staticintmy_led_ioctl（structinode*inode,structfile*filp,unsignedintcmd,unsignedlongdata）

{

switch（cmd）

{

caseLED_ON:

at91_set_gpio_value（AT91_PIN_PC0,0）;//将PC0引脚置低

break;

caseLED_OFF:

at91_set_gpio_value（AT91_PIN_PC0,1）;//将PC1引脚置高

break;

default:

printk（"novalidcmdinput!

\n"）;

break;

}

return0;

}

structfile_operationsmy_led_ctl_ops={

.owner=THIS_MODULE,

.open=my_led_open,

.release=my_led_release,

.ioctl=my_led_ioctl,

};

/*初始化设备结构体*/

staticvoidmy_led_setup（structglobal_dev*dev,intindex）

{

interr;

intdevno=MKDEV（MY_LED_MAJOR,index）;

cdev_init（&dev->cdev,&my_led_ctl_ops）;

dev->cdev.owner=THIS_MODULE;

dev->cdev.ops=&my_led_ctl_ops;

err=cdev_add（&dev->cdev,devno,1）;

if（err）

printk（"addmyledsetupfailed!

\n"）;

}

staticintmy_led_init（void）

{

intret;

dev_tdevno=MKDEV（MY_LED_MAJOR,0）;//创建设备号

printk（"myfirstdriver--led!

\n"）;

at91_set_GPIO_periph（AT91_PIN_PC0,1）;

at91_set_gpio_output（AT91_PIN_PC0,1）;//对PC0引脚的初始化

ret=register_chrdev_region（devno,1,"my_led"）;//申请设备号

if（ret<0）{

printk（"my_ledinit_modulefailedwith%d\n",ret）;

returnret;

}

else

printk（"my_ledinit_modulesuccess!

\n"）;

global_devp=kmalloc（sizeof（structglobal_dev）,GFP_KERNEL）;//申请设备内存

memset（global_devp,0,sizeof（structglobal_dev））;

my_led_setup（global_devp,0）;

returnret;

}

staticvoidmy_led_cleanup（void）

{

cdev_del（&global_devp->cdev）;//删除设备

kfree（global_devp）;//释放内存

unregister_chrdev_region（MKDEV（MY_LED_MAJOR,0）,1）;//释放设备号

}

MODULE_LICENSE（"MYGPL"）;

MODULE_AUTHOR（"FANY"）;

module_init（my_led_init）;//注册设备

module_exit（my_led_cleanup）;//卸载设备

如何将驱动驱动程序编译成模块

①在drivers目录下新建led目录，并在该目录下添加Kconfig，Makefile文件。

Kconfig：

Menu"Mydriversupport"

Config

Trisate"leddriver!

Help

Leddriver

Endmenu:

Makefile：

Obj-$（CONFIG_MY_LED）+=my_led.o

②修改linux/drivers目录下的Kconfig，Makefile文件

Kconfig:

Source"drivers/led/Kconfig"

Makefile:

Obj-y+=my_led/

③修改体系结构目录arch/arm目录下的Kconfig文件，否则在配置菜单中将无法看到led的配置选项。

（如果是在drivers目录下新建一文件夹，并在其中添加驱动程序，必须相应的体系结构目录下添加配置选项）。

Kconfig:

Source"driver/led/Kconfig"

3.测试程序：

my_led_test.c

#include

#defineDEVICE_NAME"/dev/my_led"

#defineLED_ON0

#defineLED_OFF1

intmain（void）

{

intfd;

intret;

inti;

printf（"my_led_drivertest!

\n"）;

fd=open（DEVICE_NAME,O_RDONLY）;

if（fd==-1）

printf（"opendevice%serror!

\n",DEVICE_NAME）;

for（i=0;i<50;i++）

{

ioctl（fd,LED_OFF）;

sleep

（1）;

ioctl（fd,LED_ON）;

sleep

（1）;

}

ret=close（fd）;

printf（"ret=%d\n",ret）;

printf（"closemy_led_driver!

\n"）;

return0;

}

将测试程序编译成目标平台的可执行文件，并下载到开发板

GCC=/home/zzq/9G20/arm-2007q1/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc#交叉编译器的路径

My_led_test:

my_led_test.c

$（GCC）-omy_led_testmy_led_test.c

clean:

rm-fmy_led_test

学习总结：

熟悉驱动程序的架构，如何将驱动程序添加到内核即如何写测试程序。

二：

按键驱动设计

1.硬件部分：

PC4接按键。

2.驱动程序：

#include

#defineBUTTON_MAJOR245

#defineDEVICE_NAME"/dev/button"

staticvolatileintev_press=0;

staticstructcdevbutton_cdev;

staticvoidbutton_do_tasklet（unsignedlongn）;

DECLARE_TASKLET（button_tasklet,button_do_tasklet,0）;//定义tasklet并与处理函数关联起来

staticDECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD（button_waitq）;//静态的初始化一个等待队列

structbutton_irq_desc{

intirq;

intirq_type;

intpin;

intnumber;

char*name;

};

staticstructbutton_irq_descbutton_irq[1]={{AT91_PIN_PB22,AT91_AIC_SRCTYPE_LOW,AT91_PIN_PB22,0,"KEY0"}};

staticintkey_values[1]={0};

//中断处理底半部

staticvoidbutton_do_tasklet（unsignedlongn）

{

wake_up_interruptible（&button_waitq）;//唤醒队列

printk（"buttonpress!

\n"）;

}

//中断处理顶半部

staticirqreturn_tbutton_interrupt（intirq,void*dev_id,structpt_regs*regs）

{

intup;

staticintpress_down;

up=gpio_get_value（button_irq[0].pin）;

printk（"irq\n"）;

/*按键消抖*/

if（up）press_down=1;//当按键没有按下,置标志位为1.

if（!

up&&（press_down==1））{

press_down=0;//当按键按下,置标志位为0.

ev_press=1;

at91_set_gpio_value（button_irq[0].pin,1）;

key_values[button_irq[0].number]=!

up;

tasklet_schedule（&button_tasklet）;

}

returnIRQ_RETVAL（IRQ_HANDLED）;

}

staticintbutton_open（structinode*inode,structfile*filp）

{

return0;

}

staticintbutton_release（structinode*inode,structfile*filp）

{

return0;

}

staticintbutton_read（structfile*filp,char__user*buff,size_tcount,loff_t*offp）

{

intret;

if（!

ev_press）{//当按键没有按下时，读进程挂起，知道按键按下。

wait_event_interruptible（button_waitq,ev_press）;

}

ev_press=0;

ret=copy_to_user（buff,（constvoid*）key_values,min（sizeof（key_values）,count））;

memset（（void__user*）key_values,0,sizeof（key_values））;

returnret?

-EFAULT:

min（sizeof（key_values）,count）;

}

staticstructfile_operationsbutton_fops={

.owner=THIS_MODULE,

.open=button_open,

.release=button_release,

.read=button_read,

};

staticintirq_init（void）

{

interr;

at91_set_gpio_input（button_irq[0].pin,1）;

at91_set_deglitch（button_irq[0].pin,1）;//将PC0设置为中断功能

set_irq_type（button_irq[0].irq,button_irq[0].irq_type）;//设置中断类型

at91_set_gpio_value（button_irq[0].pin,1）;

err=request_irq（button_irq[0].irq,button_interrupt,IRQF_DISABLED,\

button_irq[0].name,（void*）&button_irq[0]）;//申请中断

if（err）{

disable_irq（button_irq[0].irq）;

free_irq（button_irq[0].irq,（void*）&button_irq[0]）;

return-EBUSY;

}

return0;

}

staticint__initbutton_init（void）

{

intret,err;

ret=register_chrdev_region（MKDEV（BUTTON_MAJOR,0）,1,DEVICE_NAME）;

if（ret<0）{

printk（"buttoninitfailedwith%d\n",ret）;

returnret;

}

cdev_init（&button_cdev,&button_fops）;

button_cdev.owner=THIS_MODULE;

button_cdev.ops=&button_fops;

err=cdev_add（&button_cdev,MKDEV（BUTTON_MAJOR,0）,1）;

if（err<0）{

printk（"keyaddfailed\n"）;

returnerr;

}

irq_init（）;

printk（"keydriveraddsuccess!

\n"）;

return0;

}

staticvoid__exitbutton_exit（void）

{

cdev_del（&button_cdev）;

unregister_chrdev_region（MKDEV（BUTTON_MAJOR,0）,1）;

disable_irq（button_irq[0].irq）;

free_irq（button_irq[0].irq,（void*）&button_irq[0]）;

printk（"unregisterkeydriver!

\n"）;

}

module_init（button_init）;

module_exit（button_exit）;

MODULE_AUTHOR（"fany"）;

MODULE_DESCRIPTION（"Atmel9g20keyDriver"）;

MODULE_LICENSE（"GPL"）;

3.测试程序：

#include

#defineDEVICE_NAME"/dev/button"

intmain（void）

{

intfd,i;

intret;

intkey_value[1];

printf（"keytest!

\n"）;

fd=open（DEVICE_NAME,O_RDWR）;

if（fd<0）

printf（"opendevice%serror!

\n",DEVICE_NAME）;

else

printf（"opendevicesuccess!

\n"）;

while

（1）{

ret=read（fd,key_value,1）;

if（!

ret）{

printf（"buttonnotpress!

\n"）;

}

else

printf（"buttonpress!

\n"）;

printf（"key_value%d\n",key_value）;

}

close（fd）;

printf（"closekeydriver!

\n"）;

return0;

}

4.学习总结：

在linux设备驱动程序中，中断处理程序通常分为两部分：

上半部和下半部。

上半部处理比较紧急的的硬件操作，比如简单的读取寄存器中的状态并清除中断标志后，进行登记中断的工作。

剩下的工作就由下半部来实现。

对阻塞与非阻塞进程的理解，阻塞：

在执行设备操作时，若不能获取设备资源则挂起，直到满足可操作的条件后再进行操作。

非阻塞操作：

在执行设备操作时，若不能获取设备资源则立即返回。

三：

总线驱动

AT91SAM9G20存储器映射图（截取部分），片选4接外设，利用总线对外设进行访问。

但是在linux驱动，不能对物理地址进行操作，可通过内存访问的机制实现对物理地址的访问。

将一段物理地址空间映射到虚拟地址空间中，然后对虚拟地址的操作即是对物理地址的操作。

3.1：

总线驱动

#include

#include"atmel9g20_liu.h"

structgr_liu_info{

void__iomem*virtbase;

void__iomem*regbase;

structresource*res;

u32flags;

};

staticstructgr_liu_infoliu_info;

staticstructcdevatmel9g20_liu_cdev;

unsignedshortliu_read（unsignedaddr）

{

addr&=ATMEL9G20_LIU_MASK;

addr=addr<<1;

addr+=（unsignedlong）liu_info.regbase;

printk（"readthevirtualaddris0x%x\n",addr）;

returnreadw（addr）&0xff;//读IO内存。

}

EXPORT_SYMBOL（liu_read）;

intliu_write（unsignedaddr,unsignedval）

{

addr&=ATMEL9G20_LIU_MASK;

addr=addr<<1;

addr+=（unsignedlong）liu_info.regbase;

printk（"writethevirtualaddris0x%x\n",addr）;

writew（val&0xff,addr）;//写IO内存

return0;

}

EXPORT_SYMBOL（liu_write）;

staticintatmel9g20_liu_open（structinode*inode,structfile*filp）

{

return0;

}

staticintatmel9g20_liu_release（structinode*inode,structfile*filp）

{

return0;

}

staticintatmel9g20_

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