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嵌入式Linux驱动学习之LED控制：基于AT91SAM9261EK

分类： 嵌入式

2016-02-29 22:25:54

       最近移植成功了基于AT91SAM9261EK的UBI根文件系统，移植了ftp服务器功能，因此，打算开始驱动的学习，首先写个最简单的基于Linux 的LED驱动，根据网上的例子，修改一下。然后成功运行！方法很重要，开发环境很重要。我这里使用的是Linux 2.6.32的内核。

（1）编写嵌入式Linux LED驱动，控制开发板上的两个LED灯。低电平亮，高电平灭。Atmel AT91SAM9261 PA13 PA14两个GPIO控制。
（2）编写驱动程序（生成模块）与用户程序（执行文件）。
（3）文件系统是可写的，也就是可以建目录与文件，移植了简单的ftp服务器（我这里使用stupidftp）。这样的话，生成的模块与用户程序，直接通过ftp复制到开发板上，由串口超级终端（我使用CRT）来加载模块，执行用户程序，操作运行。

          LED驱动程序：修改网上成功的例子：


点击(此处)折叠或打开

  1. //LED_TEST.c
  2. #include <linux/string.h>
  3. #include <linux/cdev.h>
  4. #include <linux/fs.h>
  5. #include <mach/gpio.h> //包含管脚操作的相关函数
  6. #include <linux/device.h> //包含创建设备文件的相关函数


  9. #define DEVICE_NAME "SAM9261-LED_TEST"
  10. static int LED_Major = 0;


  13. struct cdev cdev;


  16. /** 应用程序执行 ioctl(fd, cmd, arg)时的第 2 个参数 **/
  17. #define LED_OFF 0
  18. #define LED_ON 1


  21. static unsigned long led_table [] =
  22. {
  23.     AT91_PIN_PA13, /**led_1**/
  24.     AT91_PIN_PA14, /**led_2**/
  25. };

  27. 一：LED驱动程序编写
  28. /*应用程序对设备文件/dev/leds 执行 open()时，
  29. *就会调用SAM9261_ledtest_open */
  30. static int SAM9261_ledtest_open(struct inode *inode, struct file *file)
  31. {
  32.     printk("SAM9261-ledtest Driver Open Called!\n");
  33.     return 0;
  34. }


  37. static long SAM9261_ledtest_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  38. {
  39.     if((cmd != 1 && cmd != 0) || (arg != 1 && arg != 0))
  40.     return -1;


  43.     switch(cmd)
  44.     {
  45.         case LED_ON:
  46. if(arg)
  47. {
  48. at91_set_gpio_value(led_table[arg], 0);
  49. }
  50. else
  51. {
  52. at91_set_gpio_value(led_table[arg], 0);
  53. }
  54. break;
  55.         case LED_OFF:
  56. if(arg)
  57. {
  58. at91_set_gpio_value(led_table[arg], 1);
  59. }
  60. else
  61. {
  62. at91_set_gpio_value(led_table[arg], 1);
  63. }
  64. break;
  65.         default:
  66. return -EINVAL;
  67.     }
  68.     return 0;
  69. }


  72. static int SAM9261_ledtest_release(struct inode *inode, struct file *file)
  73. {
  74.     printk("SAM9261_LED Driver Release Called!\n");
  75.     return 0;
  76. }


  79. /*这个结构是字符设备驱动程序的核心
  80.   *当应用程序操作设备文件时调用的 open、read等函数，
  81.   *最终会调用这个结构中指定的对应函数 */
  82. static struct file_operations SAM9261_ledtest_fops =
  83. {
  84.     .owner      = THIS_MODULE,
  85.     .open = SAM9261_ledtest_open,
  86.     .release = SAM9261_ledtest_release,
  87.     .unlocked_ioctl = SAM9261_ledtest_ioctl,
  88. };


  91. static struct class *SAM9261_ledtest_class = NULL;


  94. /**模块的初始化函数**/
  95. static int __init SAM9261_ledtest_init(void)
  96. {
  97. int result,err;
  98. dev_t devno = MKDEV(LED_Major, 0);
  99.     
  100. /**采用自动分配主设备号**/
  101.   if (LED_Major)
  102.   {
  103. result = register_chrdev_region(devno, 1, DEVICE_NAME);
  104. printk("Got the Major number by register_chrdev_region !\n ");
  105. }
  106.   else
  107.   {
  108. result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, DEVICE_NAME);
  109. LED_Major=MAJOR(devno);
  110. printk("Got the Major number by alloc_chrdev_region !\n");
  111.   }
  112.   
  113.   if (result < 0)
  114.   {
  115.      printk(DEVICE_NAME " can't register major number\n");
  116.    return result;
  117.     }
  118.     
  119.     printk("register SAM9261_ledtest Driver OK! Major = %d\n", LED_Major);
  120.     
  121.     /**初始化cdev结构**/
  122.     cdev_init(&cdev,&SAM9261_ledtest_fops);
  123.     cdev.owner=THIS_MODULE;
  124.     cdev.ops=&SAM9261_ledtest_fops;
  125.     
  126. /**注册字符设备**/
  127.   err=cdev_add(&cdev, MKDEV(LED_Major, 0), 1);
  128.   if (err)
  129.   {
  130. printk("error %d adding led \n ", err);
  131. goto fail_cdev_add;
  132. }
  133.         /**自动创建设备文件**/
  134. SAM9261_ledtest_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);
  135. if(IS_ERR(SAM9261_ledtest_class))
  136. {
  137. printk("Err: failed in SAM9261_ledtest class. \n");
  138. goto fail_create_class;
  139. }
  140. device_create(SAM9261_ledtest_class, NULL, MKDEV(LED_Major, 0), NULL, DEVICE_NAME);


  143. /**初始化PA13,PA14 PA23引脚**/
  144. at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PA13, 1);
  145. at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PA14, 1);
  146. at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PA23, 1);

  148. at91_set_deglitch(AT91_PIN_PA13, 1);
  149. at91_set_deglitch(AT91_PIN_PA14, 1);
  150. at91_set_deglitch(AT91_PIN_PA23, 1);

  152. printk(DEVICE_NAME " initialized\n");

  154. return 0;
  155.     
  156. fail_create_class:
  157. cdev_del(&cdev);
  158. fail_cdev_add:
  159. unregister_chrdev_region(devno, 1);


  162. return -1;
  163. }


  166. /**模块的撤销函数**/
  167. static void __exit SAM9261_ledtest_exit(void)
  168. {
  169. printk("SAM9261 LED DRIVER MODULE EXIT\n");
  170. device_destroy(SAM9261_ledtest_class, MKDEV(LED_Major, 0));
  171. class_destroy(SAM9261_ledtest_class);
  172. cdev_del(&cdev);
  173. unregister_chrdev(LED_Major, DEVICE_NAME);
  174. }


  177. /**指定驱动程序的初始化函数和卸载函数**/
  178. module_init(SAM9261_ledtest_init);
  179. module_exit(SAM9261_ledtest_exit);


  182. MODULE_LICENSE("GPL");
  183. MODULE_AUTHOR("none");
  184. MODULE_DESCRIPTION("SAM9261_LEDTEST drivers");
  185. MODULE_ALIAS("LED Driver module.");



*******************
二：驱动程序Makefile编写
     驱动程序的Makefile文件：我这里不放在Linux 文件里（一般简单的直接放在Linux下面Drivers/char/目录下，然后修改Kconfig）
由于编译成模块，可以加载（insmod）与卸载（rmmod)，没有必要再改动内核或是编译选项为：模块M。当然，内核要支持insmod 与rmmod命令。这好像应该是文件系统制作时：busybox的命令！！
     因此，内核与根文件系统制作好了就不要去改了，只要把模块与用户程序通过ftp放到开发板的目录下：我这里为：/mnt/nandflash 自己建的一个目录，设置一下权限，为可以读写。
    LED_TEST.c的Makefile文件如下：


点击(此处)折叠或打开

  1. obj-m:=LED_TEST.o
  2. CURRENT_PATH:=$(shell pwd)
  3. ARM_LINUX_KERNEL:=/home/AT91/Kernel/linux-2.6.32.2
  4. all:
  5. $(MAKE) -C $(ARM_LINUX_KERNEL) SUBDIRS=$(CURRENT_PATH) modules
  6. clean:
  7. rm -rf *.cmd *.o *.ko *.mod.c *.symvers *.order



          注意：虽然不放在Linux 如：linux-2.6.32.2的目录下，但编译驱动还是需要使用这个目录的，即开发板烧写的内核的目录。因为驱动与Linux内核文件有关，使用它的相关头文件与开发板硬件相关的底层文件。我这里驱动文件放在一个单独的目录里，然后引用内核的目录。

三：编译驱动的命令为：
在驱动文件目录（有LED_TEST.c Makefile），
执行shell:
# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

生成LED_Test.ko模块（加载就可以直接使用）

用户程序LED_APP.c的编写：


点击(此处)折叠或打开

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <unistd.h>
  4. #include <sys/ioctl.h>

  6. #define LED_DEV "/dev/SAM9261-LED_TEST"


  9. int main(int argc, char **argv)
  10. {
  11.     int fd, ret, led_num, led_status;
  12.     if (argc!=3 || sscanf(argv[1],"%d", &led_num)!=1
  13.         || sscanf(argv[2],"%d", &led_status)!=1)
  14.     {
  15.         printf("\r\nPlease input correct parameters !\r\n\n");
  16.         printf("usage:\r\n%s \r\n", argv[0]);
  17.     printf("\r\nOptions:\r\n");
  18.         printf(" led_num\t- 1 for red led, 0 for blue led.\r\n led_status\t- 1 for ON, 0 for OFF.\r\n\n");
  19.         exit(1);
  20.     }

  22.     if((led_status!=1 && led_status!=0) || (led_num!=0 && led_num!=1))
  23.     {
  24.          printf("\r\nError: The parameter value must be '0' or '1' !\r\n");
  25.          printf("\r\nPlease try again !!! !\r\n\n");
  26.          exit(1);
  27.     }

  29.     fd = open(LED_DEV, 0);
  30.     if (fd < 0)
  31.     {
  32.         printf("\r\nFail to open device '%s'!\r\n\n", LED_DEV);
  33.         exit(1);
  34.     }

  36.     ret = ioctl(fd, led_status, led_num);
  37.     if(ret < 0)
  38.     {
  39.         printf("\r\nFail calling ioctl !\r\n\n");    
  40.     }

  42.     close(fd);

  44.     return 0;
  45. }

用户程序的：Makefile


点击(此处)折叠或打开

  1. all:
  2.     arm-none-linux-gnueabi-gcc LED_TEST_APP.c -o LED_APP
  3. clean:
  4.     rm -rf *.o LED_APP
        执行编译：# make

（在Makefile里，已经指定了arm-none-linux-gnueabi-gcc 的交叉编译，因此直接make就执行了交叉编译）

就可以生成LED_APP可执行的文件，可以chmod 777 LED_APP设置一下执行权限。

         然后把LED_APP LED_TEST.ko 通过ftp复制到开发板。如果你的开发板不支持ftp，则需要跟文件系统一起烧到开发板。

如放在/mnt/nandflash里面，
则进入/mnt/nandflash。

在shell里执行：
#insmod LED_TEST.ko
//会提示是否加载模块成功！！
# ./LED_APP 0 1         //（第一个LED 亮）
# ./LED_APP 0 0         //（第一个LED灭）
#./LED_APP 1 1         //（第二个LED亮）
#./LED_APP 1 0        //（ 第二个LED灭）
（输入时不要输入#，那是shell提示符！./表示当前目录，如果放在bin下面，可以直接执行LED_APP，因为bin这种目录，就像windows下面设置好了环境变量，可以直接执行，不用输入全路径。如果是其他的目录，需要输入全路径，当前目录下，直接使用./即可。）


卸载的命令：
# rmmod LED_TEST.ko

好了，执行成功！




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