Davinci DM6446开发攻略——LINUX GPIO驱动源码移植

一、             DM6446 GPIO的介绍

     说到LINUX 驱动移植，没有移植过的朋友，或刚刚进入LINUX领域的朋友，最好去看看《LINUX 设备驱动程序》第三版，有个理论或感性的认识。该版本是基于2.6.10的基础上描述的，经典读物，网上有电子版，但是建议花几十元买本书是值得的。
       GPIO是嵌入式系统最简单、最常用的资源了，比如点亮LED，控制蜂鸣器，输出高低电平，检测按键，等等。GPIO分输入和输出，在Montavista linux-2.6.18中，有关GPIO的最底层的寄存器驱动，是在linux-2.6.18_pro500\arch\arm\mach-davinci目录下的gpio.c，这个是寄存器级的驱动，搞过单片机MCU的朋友应该比较熟悉寄存器级的驱动。根据DM6446的芯片DATASHEET，DM6446的GPIO分为3组BANK，BANK01组包括GPIO0~GPIO31，BANK23组包括GPIO32~GPIO63，BANK45组包括GPIO64~GPIO70，由于硬件资源的原因，DM6446并不是GPIO管脚就是纯粹的GPIO脚，GPIO管脚和其他一些标准接口复用相同的引脚，比如SPI和GPIO复用，I2C和GPIO复用等，到底是使用GPIO还是其他接口，在初始化的时候，都需要对PINMUX0和PINMUX1两个寄存器进行设置（见DM6446的芯片DATASHEET第3章），而软件设置则在Montavista linux-2.6.18_pro500\arch\arm\mach-davinci目录下mux_cfg.c和对应的mux.h里。本人这里使用GPIO10、GPIO12、GPIO28，分别对应控制BUZZER、LED1、LED0，所以不需要对mux_cfg.c和mux.h进行修改。我们把这些GPIO应用归入linux字符设备来移植。
 
二、GPIO源码移植分析
 
/* drivers/char/davinci_dm644x_gpios.c*/
#include <linux/device.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/cdev.h>
 
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/hardware.h>
#include <asm/arch/gpio.h>
 
#define DEVICE_NAME "dm644x_gpios"   /*定义设备驱动的名字，或设备节点名称*/
#define GPIO_MAJOR 199 /*使用 cat /proc/devices查看不要和存在的char节点重复*/
 
/*my app gpio define*/
#define DM644X_GPIO_BUZZER             10    /*GPIO10*/
#define DM644X_GPIO_LED1           12    /*GPIO10*/
#define DM644X_GPIO_LED0           28    /*GPIO10*/
 
static int davinci_dm644x_gpio_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;/*该函数可以什么都不做，也可以加入类似初始化的设置*/
}
 
static int davinci_dm644x_gpio_ioctl(
       struct inode *inode,
       struct file *file,
       unsigned int cmd,
       unsigned long arg)
{
       switch(cmd) /*cmd 表示应用程序传入的led动作，是on 还是off*/
       {
       case 0:     //gpio = 0
              if(0==arg) /*arg由自己硬件电路决定使用那些GPIO*/
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED0, 0);/*调用TI linux-2.6.18寄存器驱动*/
              }
              else if(1==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED1, 0);
              }
              else if(2==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 0);
              }
              else
              {
                     return -EINVAL;
              }
              break;
       case 1:            //gpio = 1
              if(0==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED0, 1);
              }
              else if(1==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED1, 1);
              }
              else if(2==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 1);
              }
              else
              {
                     return -EINVAL;
              }
              break;
       default:
              return -EINVAL;
       }
}
 
/*定义驱动设备文件API，在linux系统当中，任何设备都可以当做文件的方式操作，这一点和单片机和MCU有很大差别*/
static const struct file_operations davinci_dm644x_gpio_fileops = {
       .owner   = THIS_MODULE,
       .open    = davinci_dm644x_gpio_open,
       .ioctl       = davinci_dm644x_gpio_ioctl,
};
 
static int __init davinci_dm644x_gpio_init(void) /*内核初始化会调用该函数*/
{
       int ret;
 
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED0, 1);     //led0 is on
udelay(1);
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED1, 1);     //led1 is on
udelay(1);
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 1);       //BUZZER is on
mdelay(500); /*初始化时，buzzer 发出声音500ms*/
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 1);       //BUZZER is off
 
       ret = register_chrdev(GPIO_MAJOR, DEVICE_NAME, &davinci_dm644x_gpio_fileops);
       if(ret < 0)
       {
              printk(DEVICE_NAME " register falid!\n");
              return ret;
       }
 
       printk (DEVICE_NAME" initialized\n");
 
       return ret;
}
 
static void __exit davinci_dm644x_gpio_exit(void)
{
       unregister_chrdev(GPIO_MAJOR, DEVICE_NAME);
}
 
module_init(davinci_dm644x_gpio_init);
module_exit(davinci_dm644x_gpio_exit);
 
MODULE_AUTHOR("xxx <>");
MODULE_DESCRIPTION("Davinci DM644x gpio driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
 
这个驱动源码是一种比较老的驱动移植，即register_chrdev(GPIO_MAJOR, DEVICE_NAME, &davinci_dm644x_gpio_fileops)，静态分配设备节点，适合linux-2.4.x和linux-2.6.10前的版本，当然也可以在2.6.18及以后的版本使用，现在新的版本char字符设备的移植可以参考davinci_resizer.c、davinci_previewer.c等文件。
上面的初始化函数调用udelay和msdelay，udelay一般适用于一个比较小的delay，如果你填的数大于2000，系统会认为你这个是一个错误的delay函数，因此如果需要2ms以上的delay需要使用mdelay函数。
由于这些delay函数本质上都是忙等待，对于长时间的忙等待意味这无谓的耗费着cpu的资源，因此对于毫秒级的延时，内核提供了msleep，ssleep等函数，这些函数将使得调用它的进程睡眠参数指定的时间。
寄存器级的驱动gpio_direction_output（）函数是定义在linux-2.6.18_pro500/arch/arm/mach-davinci/下的gpio.c里，里边还有gpio_direction_input（）和GPIO中断函数。
 
三、修改内核配置文件
 
在linux-2.6.18_pro500/drivers/char目录下，
修改Kconfig文件，在menu "Character devices"下面，加入
 
config DAVINCI_DM644X_GPIOS
       tristate "Davinci DM644x GPIO GPIOs"
       depends on ARCH_DAVINCI
       help
        This option enables support for LEDs and Buzzer connected to GPIO lines
        on Ti Davinci DM644x CPUs, such as the DM6446。
修改Makefile文件，在128行
obj-$(CONFIG_DAVINCI_DM646X_TSIF)       += tsif_control.o tsif_data.o下面，加入：
obj-$( DAVINCI_DM644X_GPIOS) += davinci_dm644x_gpios.o
 
修改linux-2.6.18 内核menu配置
选上“Character devices”里的“Davinci DM644x GPIOs”，保存修改后的配置，然后make uImage，对内核的编译；
 
四、GPIO应用程序源码
 
    源码添加：
/* dm644x_gpio_test.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
 
/* ./dm644x_gpio_test 0 1 */ //led0 on
/* ./dm644x_gpio_test 0 0 */ //led0 off
/* ./dm644x_gpio_test 1 1 */ //led1 on
/* ./dm644x_gpio_test 1 0 */ //led1 off
/* ./dm644x_gpio_test 2 1 */ // buzzer on
/* ./dm644x_gpio_test 2 0 */ // buzzer off
 
int main(int argc, char **argv)
{
       int on;
       int gpio_number;
       int fd;
       // argv[0]== dm644x_gpio_test
    // argv[1]== gpio_number
    // argv[1]== on
       if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &gpio_number) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||on < 0 || on > 1 || gpio _number < 0 || gpio _number > 3)
       {
              fprintf(stderr, "Usage:\n");
              fprintf(stderr, "\t dm644x_gpio_test  gpio_number on|off\n");
              fprintf(stderr, "Options:\n");
              fprintf(stderr, "\t gpio_number from 0 to 2\n");
              fprintf(stderr, "\t on 1   off 0\n");
              exit(1);
       }
       fd = open("/dev/dm644x_gpios", 0);
       if (fd < 0)
       {
      
             perror("open device /dev/dm644x_gpios");
             exit(1);
      
       }
       ioctl(fd, on, gpio_number);
       close(fd);
       return 0;
}
 
Makefile添加：
#application makefile for dm644x gpio test
CROSSCOMPILE = arm_v5t_le-
CC=$(CROSSCOMPILE)gcc
LD=$(CROSSCOMPILE)ld
OBJCOPY=$(CROSSCOMPILE)objcopy
OBJDUMP=$(CROSSCOMPILE)objdump
INCLUDE = /home/user/linux-2.6.18_pro500/include/*指向你的内核include*/
 
all: dm644x_gpio_test
 
dm644x_gpio_test: dm644x_gpio_test.c
       $(CROSSCOMPILE)gcc -Wall -O2 dm644x_gpio_test.c -I $(INCLUDE) -o dm644x_gpio_test
       $(CROSSCOMPILE)strip dm644x_gpio_test
       cp -f dm644x_gpio_test /home/user/nfs/target/opt/app/
clean:
       @rm -vf dm644x_gpio_test *.o *~
 
五、文件系统节点添加
        文件系统里，/etc/init.d/rcS文件
         # Run /etc/rc.d/rc.local if it exists
         [ -x /etc/rc.d/rc.local ] && /etc/rc.d/rc.local
        前面加mknod /dev/dm644x_gpios c 199 0或在shell命令行下执行mknod /dev/dm644x_gpios c 199 0；这就是静态分配设备节点的做法。
       运行系统，进入shell命令下，
     #cd / opt/app/
     #./ dm644x_gpio_test 0 1可以控制点亮LED0
     等等，有平台的朋友可以试试。
 
六、总结

      本人拿一个比较简单的设备驱动移植的例子来讲解，目的让大家理解davinci dm6446系统架构。由于时间仓促，以上可能会有不完善的地方，还请各位网友指点。Davinci dm6446 开发攻略到本章节，基本上一个完整的DM6446系统的框架基本介绍完了，感谢各位网友的支持，dm6446 开发攻略的文章也接近尾声。由于很长一段时间忙着给购买我们产品的客户搭建开发环境、codec环境，开发驱动，调试3G产品等等，所以更新博客的速度放慢下来，毕竟客户的要求才是最重要的。同时也赶在51CTO 5周年纪念日到来之前，结束DM6446开发攻略的主体文章，算是告一个段落，以便为51CTO 5周年纪念写篇感想文章做好铺垫，毕竟来这个圈子也快一年了，有些东西总是需要总结的。

posted @ 2011-08-29 08:27  郭—大—侠  阅读(275)  评论(0)  编辑  收藏  举报