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S3C2440开发板上实现按键点亮LED驱动开发的详细过程.doc
文章记录了作者在 S3C2440开发板上实现按键点亮 LED 驱动开发的详细过程，还记录了一些
容易出现的错误，以及怎么解决这些错误。
一、驱动开发流程
Linux 驱动开发不同于应用程序的开发。驱动开发是直接和硬件打交道的，通过对硬
件的操作给应用程序提供一些接口函数，使得应用程序能够“间接”的控制硬件来工作。对
于按键点亮 LED 的驱动开发流程如下。
二、驱动开发具体步骤
1、查看开发板 TQ2440 底板原理图，找到按键和 LED 模块，如下图：
图-2 按键和 LED 电路图
从上图我们可以清楚地看到 K1~K4 对应的管脚是 ENT1~ENT4,LED1~LED4 对应的管脚是
nLED_1~nLED_4.
2、查看 TQ2440_核心板原理图，找到对应的 CPU 管脚，如下图：
图-3 按键和 LED 对应 CPU 管脚电路图
3、查看 s3c2440芯片手册，查看 CPU 管脚的模式，如下图
从上图我们可以看出按键对应的 CPU 管脚 GPF0~GPF4都是占两位（如：GPF0[1：0]）。按
键是一种中断，要想让按键工作在中断模式下，就要设置 GPF0~GPF4（GPF3除外）管脚都
设置在中断模式下，即为10。对于 LED 对应的 CPU 管脚 GPB5~GPB8也是占两位。要想让
LED 工作，就要让 LED 工作在输出模式下，即对应管脚设置为01.
4、编写按键点亮 LED 驱动程序
/*调用内核头文件，和应用程序调用的头文件不一样*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define DEVICE_NAME "tope-buttons"
#define BUTTON_MAJOR 232 //自定义驱动的主设备号是232。注意：此处的主设备号不
能和系统已使用的一样，用 cat
/proc/devices 查看该设备号是否已使用，如果已被使用，
请换一个未使用的主设备号。
//自定义驱动称为“tope-buttons”。
#define IOCTL_LED_ON 1 //定义 LED 亮为1
#define IOCTL_LED_OFF 0 //定义 LED 暗为0
/* 定义含中断，管脚，管脚设置等信息的结构体 */
struct button_irq_desc
{
int irq;
int pin;
int pin_setting;
int number;
char *name;
};
/* 用来指定按键所用的外部中断引脚及中断触发方式, 名字 */
static struct button_irq_desc button_irqs [] =
{
{IRQ_EINT1, S3C2410_GPF1, S3C2410_GPF1_EINT1, 0, "KEY1"}, /* K1 */
{IRQ_EINT4, S3C2410_GPF4, S3C2410_GPF4_EINT4, 1, "KEY2"}, /* K2 */
{IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPF2_EINT2, 2, "KEY3"}, /* K3 */
{IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPF0_EINT0, 3, "KEY4"}, /* K4 */
};
上面初始化成员里的 S3C2410_GPF0_EINT0在 Regs-gpio.h 中定义为
#define S3C2410_GPF0_EINT0 (0x02 << 0)，即为我们前面说的“10”模式，其他的
管脚类似。这个初始化函数的作用就是将如 S3C2410_GPF0_EINT0的模式写入地址为如
S3C2410_GPF0的寄存器里，并将这个管脚设置成中断模式，以及添加一些其他信息。
/* 初始化四个按键的值 key_values */
static volatile int key_values [] = {0, 0, 0, 0};
static unsigned long led_table [] ={ S3C2410_GPB5, S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB7, S3C2410_GPB8,};//声明 LED 的管脚
static
S3C2410_GPB5_OUTP,
S3C2410_GPB6_OUTP, S3C2410_GPB7_OUTP, S3C2410_GPB8_OUTP,};// 声 明
LED 管 脚 的 配 置 信 息 ， 此 处 的 \
S3C2410_GPB8_OUTP 与 上 面 的
S3C2410_GPF0_EINT0类似。
/* 等待队列:
led_cfg_table
unsigned
int
[]
={
* 当没有按键被按下时，如果有进程调用 tope_buttons_read 函数，
* 它将休眠
*/
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);
static volatile int ev_press = 0; /* 中 断 事 件 标 志 , 中 断 服 务 程 序 将 它 置 1 ，
tope_buttons_read 将它清0 */
/* 将按键中断注册到系统中断中 */
static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
struct button_irq_desc *button_irqs = (struct button_irq_desc *)dev_id;//定义
按键中断结构体指针
int up = s3c2410_gpio_getpin(button_irqs->pin);//注册中断
if (up)
key_values[button_irqs->number] = (button_irqs->number + 1) + 0x80;
else
key_values[button_irqs->number] = (button_irqs->number + 1);//根据中断注册
情况设置按键的值
ev_press = 1;
wake_up_interruptible(&button_waitq);
return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);//返回中断信息
/* 表示中断发生了 */
/* 唤醒休眠的进程 */
}
/* 被上层应用程序调用的 open 函数在驱动程序里的实现*/
static int tope_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
int err;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++)//计算大小
{
/*注册中断处理函数*/
s3c2410_gpio_cfgpin(button_irqs[i].pin,button_irqs[i].pin_setting);
err
buttons_interrupt,
request_irq(button_irqs[i].irq,
button_irqs[i].name, (void *)&button_irqs[i]);
=
NULL,
if (err)
break;
}
if (err)
{
for (; i >= 0; i--)
{
/*释放已经注册的中断*/
disable_irq(button_irqs[i].irq);
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);
}
return -EBUSY;
}
/* 配置 LED 管脚*/
for (i = 0; i < sizeof(led_cfg_table)/sizeof(led_cfg_table[0]); i++)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
}
return 0;
}
/* 被上层应用程序调用的 close 函数在驱动程序里的实现*/
static int tope_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++)
{
// 释放已经注册的中断
disable_irq(button_irqs[i].irq);
free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);
}
return 0;
}
/* 被上层应用程序调用的 read 函数在驱动程序里的实现*/
static int tope_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count,
loff_t *offp)
{
unsigned long err;
if (!ev_press)
{
if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
return -EAGAIN;
else
/* 如果 ev_press 等于0，休眠 */
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
}
ev_press = 0;
/* 把按键值的信息从内核空间复制到用户空间*/
err = copy_to_user(buff, (const void *)key_values, min(sizeof(key_values),
count));
memset((void *)key_values, 0, sizeof(key_values));//清零
return err ? -EFAULT : min(sizeof(key_values), count);
}
/* 被上层应用程序调用的 select 函数在驱动程序里的实现*/
static
int
poll_table_struct *wait)
{
tope_buttons_poll(
unsigned
struct
file
*file,
struct
unsigned int mask = 0;
poll_wait(file, &button_waitq, wait);
if (ev_press)
mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
return mask;
}
/* 被上层应用程序调用的 ioctl 函数在驱动程序里的实现*/
static int tope_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: //如果是点亮
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);//点亮相应的管脚
return 0;
case IOCTL_LED_OFF://如果是熄灭
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);//熄灭相应的管脚
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
/*上层应用程序函数和驱动函数的关联*/
static struct file_operations tope_buttons_fops =
{
/* 这 是 一 个 宏 ， 指 向 编 译 模 块 时 自 动 创 建 的
.owner = THIS_MODULE,
__this_module 变量 */
.open = tope_buttons_open,/* 上 层 应 用 程 序 中 的 open 对 应 为 .open ， 驱 动 实 现
tope_buttons_open 在本程序中*/
.release = tope_buttons_close,
.read = tope_buttons_read,
.poll = tope_buttons_poll,
.ioctl = tope_leds_ioctl,
};
banner[]
static
2008,2009www.top-e.org\n";//打印信息
/*自动创键设备节点函数声明，上层应用程序都是通过对设备文件的操作来控制下层硬件*/
static struct class *button_class;
/*驱动程序加载函数的实现*/
static int __init tope_buttons_init(void)
{
"TQ2440/SKY2440
__initdata
LEDS,
(c)
char
=
int ret;
printk(banner);
ret
&tope_buttons_fops);/*注册驱
if (ret < 0)
{
=
register_chrdev(BUTTON_MAJOR,
DEVICE_NAME,
动*/
printk(DEVICE_NAME " can't register major number\n");
return ret;
}//错误处理
/* 设备节点文件自动创建的实现*/
button_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);/*注册一个类，使
mdev
可以在"/dev/"目录下面建立设备节点*/
if(IS_ERR(button_class))
{
printk("Err: failed in tope-leds class. \n");
return -1;
}
class_device_create(button_class, NULL, MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0),
NULL, DEVICE_NAME);//创建一个设备节点，节点名为 DEVICE_NAME
printk(DEVICE_NAME " initialized\n");//打印信息，内核中的打印用 printk 函数
return 0;
}
/*驱动程序卸载函数的实现*/
static void __exit tope_buttons_exit(void)
{
unregister_chrdev(BUTTON_MAJOR, DEVICE_NAME);//取消注册设备
class_device_destroy(button_class, MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0)); //删掉设备
节点
class_destroy(button_class);
//注销类
}
module_init(tope_buttons_init);/* 驱 动 模 块 加 载 声 明 ， 执 行 “insmod
tope-buttons.ko”命令时
module_exit(tope_buttons_exit);
tope-buttons”命令时
MODULE_LICENSE("GPL");//遵循的协议
驱动程序是写完了，不过还要写个 Makefile 来编译它，可不敢用什么 gcc 编译器编译啊。
Makefike 如下：
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
/* 驱 动 模 块 加 载 声 明 ， 执 行 “rmmod
调用的函数*/
调用的函数*/
obj-m :=tope-buttons.o//说明要生成的文件此处要与驱动文件名对应
else
/*驱动程序调用 linux 源码中的文件进行编译，所以编译驱动模块的时候你的 linux 环境中
要有一个完整的 linux 源码哦，KERNELDIR 指明你源码的路径*/
KERNELDIR ?= /opt/EmbedSky/linux-2.6.25.8/
PWD := $(shell pwd)
default:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules//编译驱动模块
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c //make clean 的工作
endif
把驱动程序 tope-buttons.c 和 Makefike 放在同一个目录下，执行命令：make，生成文件
tope-buttons.ko 就是你要加载的驱动模块，怎么加载后面说吧，先看看应用程序。
5、编写上层应用程序验证驱动程序，应用程序如下：
/*调用系统的头文件*/
#include
#include
#include
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