大多数书籍在介绍字符驱动过于理论化,纵览一章都是些文字,再附上一些零碎的代码,看的人头晕,时间长了自然就不想看了。 对于驱动的学习,刚开始不能过于理论化,一定要结合实际,要不然像空中楼台,住在上面,心里老感觉不踏实。那么如何入手呢?我觉得三点是很重要的:
1 驱动设计的总体框架(对于每种类型的驱动设计,最好画出模型图)
2 参考现有实例化的驱动
3 针对某一具体硬件,自己写驱动来实现
接下来以字符驱动设计为例,也是mini2440led驱动实现。
1 字符设备驱动模型如下图所示,这是一个总体调用框架图,具体的字符设备驱动模型参照另外一篇引用的文章【字符设备驱动模型】,驱动层主要做的工作是file_operations结构体中一些关键函数的实现,包括open,read,ioctl。本例中主要实现open,ioctl。
2 现有驱动模型实例
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#define DEVICE_NAME "leds" /* 加载模式后,执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */
#define LED_MAJOR 231 /* 主设备号 */
/* 应用程序执行ioctl(fd, cmd, arg)时的第2个参数 */
#define IOCTL_LED_ON 0
#define IOCTL_LED_OFF 1
/* 用来指定LED所用的GPIO引脚 */
static unsigned long led_table [] = {
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB7,
S3C2410_GPB8,
};
/* 用来指定GPIO引脚的功能:输出 */
static unsigned int led_cfg_table [] = {
S3C2410_GPB5_OUTP,
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB7_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
};
/* 应用程序对设备文件/dev/leds执行open(...)时,
* 就会调用s3c24xx_leds_open函数
*/
static int s3c24xx_leds_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
for (i = 0; i < 4; i++) {
// 设置GPIO引脚的功能:本驱动中LED所涉及的GPIO引脚设为输出功能
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
}
return 0;
}
/* 应用程序对设备文件/dev/leds执行ioclt(...)时,
* 就会调用s3c24xx_leds_ioctl函数
*/
static int s3c24xx_leds_ioctl(
struct inode *inode,
struct file *file,
unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
if (arg > 4) {
return -EINVAL;
}
switch(cmd) {
case IOCTL_LED_ON:
// 设置指定引脚的输出电平为0
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);
return 0;
case IOCTL_LED_OFF:
// 设置指定引脚的输出电平为1
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心
* 当应用程序操作设备文件时所调用的open、read、write等函数,
* 最终会调用这个结构中指定的对应函数
*/
static struct file_operations s3c24xx_leds_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏,推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
.open = s3c24xx_leds_open,
.ioctl = s3c24xx_leds_ioctl,
};
/*
* 执行“insmod s3c24xx_leds.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static int __init s3c24xx_leds_init(void)
{
int ret;
/* 注册字符设备驱动程序
* 参数为主设备号、设备名字、file_operations结构;
* 这样,主设备号就和具体的file_operations结构联系起来了,
* 操作主设备为LED_MAJOR的设备文件时,就会调用s3c24xx_leds_fops中的相关成员函数
* LED_MAJOR可以设为0,表示由内核自动分配主设备号
*/
ret = register_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME, &s3c24xx_leds_fops);
if (ret < 0) {
printk(DEVICE_NAME " can't register major numbern");
return ret;
}
printk(DEVICE_NAME " initializedn");
return 0;
}
/*
* 执行”rmmod s3c24xx_leds.ko”命令时就会调用这个函数
*/
static void __exit s3c24xx_leds_exit(void)
{
/* 卸载驱动程序 */
unregister_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME);
}
/* 这两行指定驱动程序的初始化函数和卸载函数 */
module_init(s3c24xx_leds_init);
module_exit(s3c24xx_leds_exit);
/* 描述驱动程序的一些信息,不是必须的 */
MODULE_AUTHOR("http://my.csdn.net/czxyhll."); // 驱动程序的作者
MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 LED Driver"); // 一些描述信息
MODULE_LICENSE("GPL"); // 遵循的协议
现在就对字符设备驱动进行分析:
1 在open函数里有s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]),此函数实现相应GPIO的功能,包括输入输出及其他功能。这个函数看似简单,如果想彻底弄明白还是有一定的难度,应为此函数的实现涉及到I/O内存空间,物理地址PA与虚拟地址VA的映射,GPIO寄存器的方面的知识。先附上其函数原型。
void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function)
{
void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);
unsigned long mask;
unsigned long con;
unsigned long flags;
if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {
mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
} else {
mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;
}
switch (function) {
case S3C2410_GPIO_LEAVE:
mask = 0;
function = 0;
break;
case S3C2410_GPIO_INPUT:
case S3C2410_GPIO_OUTPUT:
case S3C2410_GPIO_SFN2:
case S3C2410_GPIO_SFN3:
if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {
function -= 1;
function &= 1;
function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
} else {
function &= 3;
function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;
}
}
-
/* modify the specified register wwith IRQs off */