Linux驱动字符编程LED驱动开发举例

趁着五一放假，把以前留下来的开发笔记整理了一下，顺便回答之前有朋友提出来的关于linux开发的一些问题。

开发环境介绍

软件方面，为了建立交叉编译环境，还是需要安装虚拟机，我们选择了ubuntu10.10的linux系统。

硬件方面，选择了之前很流行的TQ2440开发板，选择估计还能在网上能淘到这种板子。

原理图设计，因为LED驱动功率要求并不大，所以完全可以选用普通IO口直接驱动，三极管都可以省掉了。

LED驱动编写：

#include<linux/module.h>  
#include<linux/init.h>  
#include<linux/fs.h>  
#include<mach/hardware.h>  
#include<mach/regs-gpio.h>  
#include<linux/device.h>  
   
#define DEVICE_NAME        "tq2440_leds"    //设备名称  
#define LED_MAJOR        231                //主设备号  
#define IOCTL_LED_ON        1                 //LED亮状态  
#define IOCTL_LED_OFF        0                //LED灭状态  
   
//控制LED的IO口  
static unsigned long led_table[] =  
{  
	S3C2410_GPB5,  
	S3C2410_GPB6,  
	S3C2410_GPB7,  
	S3C2410_GPB8,  
};  
   
//LED IO口的模式  
static unsigned int led_cfg_table[] =  
{  
	S3C2410_GPB5_OUTP,  
	S3C2410_GPB6_OUTP,  
	S3C2410_GPB7_OUTP,  
	S3C2410_GPB8_OUTP,  
};  
   
static struct class* leds_class;  
   
static int __initleds_open(struct inode *inode, struct file *file)  
{  
	return0;  
}  
   
static int __initleds_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,  unsignedint cmd, unsigned long arg)  
{  
	//检测是第几个LED，因开发板上只有4个，索引从0开始  
	if(arg< 0 || arg > 3)  
	{  
		return-EINVAL;  
	}  
   
	//判断LED要执行哪种状态  
	switch(cmd)  
	{  
		case IOCTL_LED_ON:  
		{  
			s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg],~(IOCTL_LED_ON));  
			break;  
		}  
		case IOCTL_LED_OFF:  
		{  
			s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg],~(IOCTL_LED_OFF));  
			break;  
		}  
		default:  
		{  
			return -EINVAL;  
		}  
	}  
   
	return0;  
}  
  
static struct file_operations led_fops =  
{  
	.owner= THIS_MODULE,  
	.open= leds_open,  
	.ioctl= leds_ioctl,  
};  
   
static int __initleds_init(void)  
{  
	int ret;  
	int i;  
	for(i= 0; i < 4; i++)  
	{  
		//初始化各IO口为输出模式  
		s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]);  
		//由原理图可知LED电路是共阳极的(即各IO口输出低电平0才会点亮)  
		//这里初始化为1，不让LED点亮  
		s3c2410_gpio_setpin(led_table[i],~(IOCTL_LED_OFF));  
	}  
   
	//注册LED设备为字符设备  
	ret =register_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME, &led_fops);  
   
	if(ret< 0)  
	{  
		printk(DEVICE_NAME" major number register falid!\n");  
		returnret;  
	}  
   
	//注册一个类，使mdev可以在/dev/下面建立设备节点  
	leds_class= class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);  
	if(IS_ERR(leds_class) )  
	{  
		printk("creatleds_class failed!");  
		return-1;  
	}  
  
	//创建一个设备节点，节点名字为DEVICE_NAME  
	device_create(leds_class,NULL, MKDEV(LED_MAJOR, 0), NULL, DEVICE_NAME);  
	printk(DEVICE_NAME"initialized!");  
	return0;  
}  
   
static void __initleds_exit(void)  
{  
	//注销设备  
	unregister_chrdev(LED_MAJOR,DEVICE_NAME);  
	//删除设备节点  
	device_destroy(leds_class,MKDEV(LED_MAJOR, 0));  
	//注销类  
	class_destroy(leds_class);  
}  
   
module_init( leds_init);  
module_exit( leds_exit);  
   
MODULE_LICENSE("GPL");  
MODULE_AUTHOR("ray");  
MODULE_DESCRIPTION("tq2440leds driver"); 

首先通过入口函数module_init(leds_init)，进入leds_init()进行初始化操作，设置GPIO口，注册字符设备，通过led_fops结构体关联leds_open()，leds_ioctl()，创建设备节点，卸载时调用leds_exit()注销设备删除设备节点。

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <fcntl.h>  
#include <sys/ioctl.h>  
   
int main(int argc, char** argv)  
{  
    int turn, index, fd;  
   
    //检测输入的参数合法性  
    if(argc != 3 || sscanf(argv[2],"%d", &index) != 1 || index < 1 || index > 4)  
    {  
        printf("Usage: led_test on|off1|2|3|4\n");  
        exit(1);  
    }  
   
    if(strcmp(argv[1], "on") == 0)  
    {  
        turn = 1;  
    }  
    else if(strcmp(argv[1], "off") ==0)  
    {  
        turn = 0;  
    }  
    else  
    {  
        printf("Usage: led_test on|off1|2|3|4\n");  
        exit(1);  
    }  
   
    //打开LED设备  
    fd = open("/dev/tq2440_leds", 0);  
   
    if(fd < 0)  
    {  
        printf("Open Led DeviceFaild!\n");  
        exit(1);  
    }  
   
    //IO控制  
    ioctl(fd, turn, index - 1);  
   
    //关闭LED设备  
    close(fd);  
   
    return 0;  
}  

把LED驱动代码部署到内核中去

#cp -f tq2440_leds.c /linux-2.6.30.4/drivers/char //把驱动源码复制到内核驱动的字符设备下
#vim /linux-2.6.30.4/drivers/char/Kconfig //添加LED设备配置

#vim /linux-2.6.30.4/drivers/char/Makefile //添加LED设备配置
obj-$(CONFIG_TQ2440_LEDS) +=tq2440_leds.o

配置内核，选择LED设备选项

编译内核make zImage，生成内核镜像文件。

编译测试程序

#arm-linux-gcc -o led_test led_test.c 

将生成的文件复制到开发板 /usr/sbin下

查看已加载的设备：

#cat /proc/devices

可以看到tq2440_leds的主设备号为231

控制led输入：

led_test on 1

可以看到对应led被点亮。

小结

总的来说，针对linux编程，整个操作下来就是这么不友好。从编译、到仿真、再到调试，基本上没有统一ICE专门来支持，所以对开发人员的要求还是比较高的，起码开发人员要对整个代码在系统中的运行机制，都需要有个全面的认识。