Linux 字符设备驱动开发基础(二)—— 编写简单 PWM 设备驱动【转】

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       编写驱动的第一步仍是看原理图:



       可以看到,该蜂鸣器由 GPD0_0 来控制 ,查手册可知该I/O口由Time0 来控制,找到相应的寄存器:

a -- I/O口寄存器及地址

      GPD0CON  0x114000a0

b -- Time0 寄存器及地址

      基地址为:TIMER_BASE 0x139D0000

      这些物理寄存器地址都是相邻的,我们这里用偏移量来表示:

      寄存器名      地址偏移量            所需配置

        TCFG0          0x0000              [7-0]     0XFF

        TCFG1          0x0004              [3-0]     0X2              

        TCON            0x0008              [3-0]     0X2       0X9   0X0

        TCNTB0        0x000C             500

        TCMPB0       0x0010              250



       前面已经知道,驱动是无法直接操纵物理地址的,所以这里仍需物理地址向虚拟地址的转换,用到 ioremap() 函数、writel()函数、readl()函数:

1、地址映射操作

unsigned int   *gpd0con;
void *timer_base;<span style="white-space:pre">    </span>//之所以是void类型,偏移量为4时,只是移动4个字节,方便理解
 
gpd0con = ioremap(GPD0CON,4);
timer_base = ioremap(TIMER_BASE , 0x14);
2、Time0初始化操作(这里使用的已经是虚拟地址)

       这里现将数据从寄存器中读出,修改后再写回寄存器,具体寄存器操作可以移步Exynos4412裸机开发——PWM定时器:   

writel((readl(gpd0con)&~(0xf<<0)) | (0x2<<0),gpd0con);
writel ((readl(timer_base +TCFG0  )&~(0xff<<0)) | (0xff <<0),timer_base +TCFG0);
writel ((readl(timer_base +TCFG1 )&~(0xf<<0)) | (0x2 <<0),timer_base +TCFG1 );
3、装载数据,配置占空比

writel(500, timer_base +TCNTB0  );
writel(250, timer_base +TCMPB0 );
writel ((readl(timer_base +TCON )&~(0xf<<0)) | (0x2 <<0),timer_base +TCON );
4、相关控制函数

void beep_on(void)
{
    writel ((readl(timer_base +TCON )&~(0xf<<0)) | (0x9 <<0),timer_base +TCON );
}
 
void beep_off(void)
{
    writel ((readl(timer_base +TCON )&~(0xf<<0)) | (0x0 <<0),timer_base +TCON );
}

下面是驱动程序,这里我们用到了 write() read() ioctl() 函数,具体解析移步:

驱动程序:beep.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
 
static int major = 250;
static int minor=0;
static dev_t devno;
static struct class *cls;
static struct device *test_device;
 
#define GPD0CON       0x114000a0
#define TIMER_BASE    0x139D0000           
#define TCFG0         0x0000               
#define TCFG1         0x0004                            
#define TCON          0x0008             
#define TCNTB0        0x000C          
#define TCMPB0        0x0010           
 
static unsigned int *gpd0con;
static void *timer_base;
#define  MAGIC_NUMBER    'k'
#define  BEEP_ON    _IO(MAGIC_NUMBER    ,0)
#define  BEEP_OFF   _IO(MAGIC_NUMBER    ,1)
#define  BEEP_FREQ   _IO(MAGIC_NUMBER   ,2)
 
static void fs4412_beep_init(void)
{
    gpd0con = ioremap(GPD0CON,4);
    timer_base = ioremap(TIMER_BASE,0x14);
    
    writel ((readl(gpd0con)&~(0xf<<0)) | (0x2<<0),gpd0con);
    writel ((readl(timer_base +TCFG0  )&~(0xff<<0)) | (0xff <<0),timer_base +TCFG0);
    writel ((readl(timer_base +TCFG1 )&~(0xf<<0)) | (0x2 <<0),timer_base +TCFG1 );
 
    writel (500, timer_base +TCNTB0  );
    writel (250, timer_base +TCMPB0 );
    writel ((readl(timer_base +TCON )&~(0xf<<0)) | (0x2 <<0),timer_base +TCON );
}
 
void fs4412_beep_on(void)
{
    writel ((readl(timer_base +TCON )&~(0xf<<0)) | (0x9 <<0),timer_base +TCON );
}
 
void fs4412_beep_off(void)
{
    writel ((readl(timer_base +TCON )&~(0xf<<0)) | (0x0 <<0),timer_base +TCON );
}
 
 
static int beep_open (struct inode *inode, struct file *filep)
{
 //    fs4412_beep_on();
    return 0;
}
 
static int beep_release(struct inode *inode, struct file *filep)
{
     fs4412_beep_off();
     return 0;
}
 
#define BEPP_IN_FREQ 100000
static void beep_freq(unsigned long arg)
{
    writel(BEPP_IN_FREQ/arg, timer_base +TCNTB0  );
    writel(BEPP_IN_FREQ/(2*arg), timer_base +TCMPB0 );
 
}
 
static long beep_ioctl(struct file *filep, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    switch(cmd)
    {
        case BEEP_ON:
            fs4412_beep_on();
            break;
        case BEEP_OFF:
            fs4412_beep_off();
            break;
        case BEEP_FREQ:
            beep_freq( arg );
            break;
        default :
            return -EINVAL;
    }
}
 
static struct file_operations beep_ops=
{
    .open     = beep_open,
    .release = beep_release,
    .unlocked_ioctl      = beep_ioctl,
};
 
static int beep_init(void)
{
    int ret;    
    devno = MKDEV(major,minor);
    ret = register_chrdev(major,"beep",&beep_ops);
 
    cls = class_create(THIS_MODULE, "myclass");
    if(IS_ERR(cls))
    {
        unregister_chrdev(major,"beep");
        return -EBUSY;
    }
    test_device = device_create(cls,NULL,devno,NULL,"beep");//mknod /dev/hello
    if(IS_ERR(test_device))
    {
        class_destroy(cls);
        unregister_chrdev(major,"beep");
        return -EBUSY;
    }    
    fs4412_beep_init();
    return 0;
}
 
void fs4412_beep_unmap(void)
{
    iounmap(gpd0con);
    iounmap(timer_base);
}
 
static void beep_exit(void)
{
    fs4412_beep_unmap();
 
    device_destroy(cls,devno);
    class_destroy(cls);    
    unregister_chrdev(major,"beep");
    printk("beep_exit \n");
}
 
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(beep_init);
module_exit(beep_exit);
makefile:

ifneq  ($(KERNELRELEASE),)
obj-m:=beep.o
$(info "2nd")
else
#KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
KDIR := /home/fs/linux/linux-3.14-fs4412
PWD:=$(shell pwd)
all:
    $(info "1st")
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
    arm-none-linux-gnueabi-gcc test.c -o beeptest
    sudo cp beep.ko beeptest /tftpboot
clean:
    rm -f *.ko *.o *.symvers *.mod.c *.mod.o *.order
endif

下面是是个简单的测试程序test.c,仅实现蜂鸣器响6秒的功能:
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
 
#define  MAGIC_NUMBER    'k'
#define   BEEP_ON    _IO(MAGIC_NUMBER    ,0)
#define   BEEP_OFF   _IO(MAGIC_NUMBER    ,1)
#define   BEEP_FREQ   _IO(MAGIC_NUMBER    ,2)
 
main()
{
    int fd;
 
    fd = open("/dev/beep",O_RDWR);
    if(fd<0)
    {
        perror("open fail \n");
        return ;
    }
 
    ioctl(fd,BEEP_ON);
 
    sleep(6);
    ioctl(fd,BEEP_OFF);    
 
    close(fd);
}

这是个音乐播放测试程序,慎听!!分别为《大长今》、《世上只有妈妈好》、《渔船》,这个单独编译一下
/*
 * main.c : test demo driver
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "pwm_music.h"
 
/*ioctl 鍛戒护*/
#define magic_number 'k'
#define BEEP_ON _IO(magic_number,0)
#define BEEP_OFF _IO(magic_number,1)
#define SET_FRE _IO(magic_number,2)
 
 
 
int main(void)
{
    int i = 0;
    int n = 2;
    int dev_fd;
    int div;
    dev_fd = open("/dev/beep",O_RDWR | O_NONBLOCK);
    if ( dev_fd == -1 ) {
        perror("open");
        exit(1);
    }
 
    for(i = 0;i<sizeof(GreatlyLongNow)/sizeof(Note);i++ )
    {
        div = (GreatlyLongNow[i].pitch);
    
        ioctl(dev_fd, SET_FRE, div);
        ioctl(dev_fd, BEEP_ON);
        usleep(GreatlyLongNow[i].dimation * 100);
        ioctl(dev_fd, BEEP_OFF);
    }
    
    for(i = 0;i<sizeof(MumIsTheBestInTheWorld)/sizeof(Note);i++ )
    {
        div = (MumIsTheBestInTheWorld[i].pitch);
        ioctl(dev_fd, SET_FRE, div);
        ioctl(dev_fd, BEEP_ON);
        
        usleep(MumIsTheBestInTheWorld[i].dimation * 100);
        ioctl(dev_fd, BEEP_OFF);
    }
 
 
 
    for(i = 0;i<sizeof(FishBoat)/sizeof(Note);i++ )
    {
        div = (FishBoat[i].pitch);
        ioctl(dev_fd, SET_FRE, div);
        ioctl(dev_fd, BEEP_ON);
        usleep(FishBoat[i].dimation * 100);
        ioctl(dev_fd, BEEP_OFF);
    }
    return 0;
}
附所用头文件:
#ifndef __PWM_MUSIC_H
#define __PWM_MUSIC_H
 
#define BIG_D
 
#define PCLK (202800000/4)
 
typedef struct
{
    int pitch;
    int dimation;
}Note;
// 1            2        3         4             5              6       7
// C             D         E          F              G             A         B
//261.6256    293.6648   329.6276 349.2282   391.9954        440        493.8833
 
//C澶ц皟
#ifdef BIG_C
#define DO 262
#define RE 294
#define MI 330
#define FA 349
#define SOL 392
#define LA  440
#define SI  494
#define TIME 6000
#endif
 
 //D澶ц皟
#ifdef BIG_D
#define DO 293
#define RE 330
#define MI 370
#define FA 349
#define SOL 440
#define LA  494
#define SI  554
#define TIME 6000
#endif
 
 
 
Note MumIsTheBestInTheWorld[]={
    //6.                //_5         //3         //5    
    {LA,TIME+TIME/2}, {SOL,TIME/2},{MI,TIME},{SOL,TIME},
 
    //1^           //6_          //_5        //6-
    {DO*2,TIME},{LA,TIME/2},{SOL,TIME/2} ,{LA,2*TIME},
    // 3      //5_        //_6           //5
    {MI,TIME},{SOL,TIME/2},{LA,TIME/2},{SOL,TIME},
    // 3         //1_        //_6,
    {MI,TIME},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME/2},
    //5_        //_3        //2-           //2.
    {SOL,TIME/2},{MI,TIME/2},{RE,TIME*2},{RE,TIME+TIME/2},
    //_3     //5            //5_            //_6
    {MI,TIME/2},{SOL,TIME},{SOL,TIME/2},{LA,TIME/2},
    // 3        //2            //1-            //5.
    {MI,TIME},{RE,TIME},{DO,TIME*2},{SOL,TIME+TIME/2},
    //_3        //2_        //_1         //6,_
    {MI,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME/2},
    //_1        //5,--
    {DO,TIME/2},{SOL/2,TIME*3}
 
};
 
 
Note GreatlyLongNow[]={      
    // 2        3            3        3.                _2                1
    {RE,TIME}, {MI,TIME},{MI,TIME},{MI,TIME+TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME},
    //6,        1            2        1--                2            3            3
    {LA/2,TIME},{DO,TIME},{RE,TIME},{DO,TIME*3},{RE,TIME},{MI,TIME},{MI,TIME},
    //3.                _5            3            3            2            3
    {MI,TIME+TIME/2},{SOL,TIME/2},{MI,TIME},{MI,TIME},{RE,TIME},{MI,TIME},
    //3--        5            6            6          6.                _5
    {MI,TIME*3},{SOL,TIME},{LA,TIME},{LA,TIME},{LA,TIME+TIME/2},{SOL,TIME/2},
    // 3        3        5                6        5---            2            3
    {MI,TIME},{MI,TIME},{SOL,TIME},{LA,TIME},{SOL,TIME*3},{RE,TIME},{MI,TIME},
    // 3        2.                _3                3          2            3
    {MI,TIME},{RE,TIME+TIME/2},{MI,TIME/2},{MI,TIME},{RE,TIME},{MI,TIME},
    //6,        1_              _6,              6,-
    {LA/2,TIME},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME/2},{LA/2,TIME*2},
    //2_        _2            2_                _1            6,
    {RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME},
    //2_        _2            2_                _1              6,
    {RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME},
    // 2        3        1            2.                    _3            5
    {RE,TIME},{MI,TIME},{DO,TIME},{RE,TIME+TIME/2},{MI,TIME/2},{SOL,TIME},
    //6_        _6                6_            _5            3
    {LA,TIME/2},{LA,TIME/2},{LA,TIME/2},{SOL,TIME/2},{MI,TIME},
    //2_        _2            2_                _1            6,
    {RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME},
    //6,        5,.                      _6,             6,--
    {LA/2,TIME},{SOL/2,TIME+TIME/2},{LA/2,TIME/2},{LA/2,TIME*3},
    //2_        _2            2_                _1            6,
    {RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME},
    //2_        _2            2_                _1              6,
    {RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME},
    // 2        3        1            2.                    _3            5
    {RE,TIME},{MI,TIME},{DO,TIME},{RE,TIME+TIME/2},{MI,TIME/2},{SOL,TIME},
    //6_        _6                6_            _5            3
    {LA,TIME/2},{LA,TIME/2},{LA,TIME/2},{SOL,TIME/2},{MI,TIME},
    //2_        _2            2_                _1            6,
    {RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{LA/2,TIME},
    //6,        5,.                      _6,             6,--
    {LA/2,TIME},{SOL/2,TIME+TIME/2},{LA/2,TIME/2},{LA/2,TIME*3}
 
};
Note FishBoat[]={ //3.                _5            6._                    =1^             6_
    {MI,TIME+TIME/2},{SOL,TIME/2},{LA,TIME/2+TIME/4},{DO*2,TIME/4},{LA,TIME/2},
    //_5            3 -.        2          1.             _3             2._
    {SOL,TIME/2},{MI,TIME*3},{RE,TIME},{DO,TIME+TIME/2},{MI,TIME/2},{RE,TIME/2+TIME/4},
    //=3            2_            _1         2--            3.                _5
    {MI,TIME/4},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{RE,TIME*4},{MI,TIME+TIME/2},{SOL,TIME/2},
    // 2        1        6._                    =1^                 6_            _5
    {RE,TIME},{DO,TIME},{LA,TIME/2+TIME/4},{DO*2,TIME/4},{LA,TIME/2},{SOL,TIME/2},
    //6-         5,.                    _6,            1._                    =3
    {LA,TIME*2},{SOL/2,TIME+TIME/2},{LA/2,TIME/2},{DO,TIME/2+TIME/4},{MI,TIME/4},
    //2_            _1         5,--
    {RE,TIME/2},{DO,TIME/2},{SOL/2,TIME*4},
    //3.                _5            6._                    =1^            6_
    {MI,TIME+TIME/2},{SOL,TIME/2},{LA,TIME/2+TIME/4},{DO*2,TIME/4},{LA,TIME/2},
    //_5            3-.            5_            _6            1^_                   _6
    {SOL,TIME/2},{MI,TIME*3},{SOL,TIME/2},{LA,TIME/2},{DO*2,TIME+TIME/2},{LA,TIME/2},
    //5._                    =6            5_          _3            2--
    {SOL,TIME/2+TIME/4},{LA,TIME/4},{SOL,TIME/2},{MI,TIME/2},{RE,TIME*4},
    //3.                _5            2._                    =3            2_            _1
    {MI,TIME+TIME/2},{SOL,TIME/2},{RE,TIME/2+TIME/4},{MI,TIME/4},{RE,TIME/2},{DO,TIME/2},
    //6._                =1^                6_            _5            6-            1.
    {LA,TIME/2+TIME/4},{DO*2,TIME/4},{LA,TIME/2},{SOL,TIME/2},{LA,TIME*2},{DO,TIME+TIME/2},
    //_2           3_            _5                2_            _3            1--
    {RE,TIME/2},{MI,TIME/2},{SOL,TIME/2},{RE,TIME/2},{MI,TIME/2},{DO,TIME*4}
};
#endif


编译好程序后
# insmod beep.ko

#mknod /dev/beep c 250 0

#./music

便会听到悦耳的音乐了!

posted @ 2019-01-10 18:00  请给我倒杯茶  阅读(697)  评论(0编辑  收藏  举报