Tq2440 驅動學習（2）-beep驅動
2011-08-10 15:34:49| 分類：linux 內核編程| 標籤：|字號大中小訂閱
今天拿beep程序練手，主要學習linux driver的開發流程和內核編程相關的重要接口。
弄完之後就要寫uart驅動了。
參考書籍：《華清遠見 linux驅動開發詳解》
開發板：tq2440
下面是tq2440的蜂鳴器電路的電路圖：
核心板：
可知，通過對TOUT0/GPB0進行編程可控制蜂鳴器
而對於s3c2440的gpio來說，只需要設置config和data寄存器即可。
Gpb0設置爲輸出，gpbcon寄存器[1：0]設置爲01;
之後就可以用gpbdat來設置其值了。
下面通過s3c2440的pwm來控制bepp的鳴叫。
pwm設置佔空比
pwm的TIMER0模塊硬件結構圖
使用Timer0
1、選擇Timer0預置溢出數值，設置爲15表示計數滿PCLK/16/devided value，
Diviedr值由TCFG0/1設置
計數緩衝寄存器值和匹配緩衝寄存器來共同決定佔空比大小。
TCNTBn用來設置down_counter(減法計數器)計數大小，從而決定一個週期的大小。
TCNTB..
小結一下:
當定時器計數遞減到0，一個定時器的自動加載操作將發生。因此，TCNTn一開始的值已經被用戶預先定義。在這種情況下，設置新的開始值需要通過人工加載位來被加載。下面部分描述如何開始一個定時器：
1）初始化TCNTBn和TCMPn
2）設置相應定時器的人工加載位。不管是否使用極性轉換功能，推薦都配置下極性轉換功能位。
3）設置相應定時器的啓動位來啓動定時器，同時清除人工加載位。
如果定時器在計數過程中被強行停止，則TCNTn保持計數值，如需設置新的數值，需要人工加載。
最後設置TCON使能即可。
設置bit[4:0]爲11101
B = 01011
~2 = 01101
linux驅動代碼如下：
//-------------------------------------------------------------
// NAME:xiaoyang_beep.c
// By Xiaoyang [email protected]
//-------------------------------------------------------------
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/mm.h>
#include <asm/irq.h>
#include <plat/regs-timer.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/map.h>
#include <mach/regs-irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/system.h>
#define DEVICE_NAME "xiaoyang-beep" /*加載模式後，執行"cat /proc/devices"命令看到的設備名稱 */
#define BEEP_MAJOR 233 /*主設備號 */
//-------------------------------------------------------------
//應用程序對設備文件/dev/xiaoyang-Beep執行ioclt(...)時，
//就會調用xiaoyang_beep_ioctl函數
// cmd:<0不使用pwm
// >0設置down_counter中的數值（鳴叫頻率）
//-------------------------------------------------------------
static int xiaoyang_beep_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
unsigned long temp;
if(cmd <= 0)
{
//set as gpb0,output
temp = __raw_readl(S3C2410_GPBCON); //GPBCON IO Control
temp &= ~3; //just select the GPBCON[1:0]bits for gpb0
temp |= 1; //set gpb[0] as output
__raw_writel(temp, S3C2410_GPBCON);
//set gpbdata[0](beep value) as 0
temp = __raw_readl(S3C2410_GPBDAT); //GPBDAT
temp &= ~1;
__raw_writel(temp, S3C2410_GPBDAT);
}
else
{
//set as TOUT0
temp = __raw_readl(S3C2410_GPBCON); //GPBCON
temp &= ~3;
temp |= 2; //using TOUT0(pwm timer)
__raw_writel(temp, S3C2410_GPBCON);
//using pwm timer TOUT0
temp = __raw_readl(S3C2410_TCFG0); //TCFG0
temp &= ~0xff; //select Timer0
temp |= 15; //FCLK/(15+1)/(devided value),prescaler value!
__raw_writel(temp, S3C2410_TCFG0);
temp = __raw_readl(S3C2410_TCFG1); //TCFG1
temp &= ~0xf; //select MUX0
temp |= 1; //1/4 diveder
__raw_writel(temp, S3C2410_TCFG1);
//--------------------------------------------------------------
// now set TCNTB and TCMPB,generate 1:1 diveded timer
// TCNTB寄存器設置裝載到遞減計數器中的初始值，並依次遞減
// TCMPB寄存器則用於裝載同遞減計數器進行比較的值
//所以當設置TCMPB＝ TCNTB/2即表示進行1:1分時
//--------------------------------------------------------------
temp = (50000000/64)/cmd;//set timer count buffer rgister ,50MHZ/(16*4*cmd)
__raw_writel(temp, S3C2410_TCNTB(0));
temp >>= 1;
__raw_writel(temp, S3C2410_TCMPB(0));
//setup timer0
temp = __raw_readl(S3C2410_TCON); //TCON
temp &= ~0x1f;
temp |= 0xb;//disable deadzone,auto-reload,interval-off,update TCNTB and TCMPB,start timer0
__raw_writel(temp, S3C2410_TCON);
temp &= ~2;//set bit[0] as 0,clear manual update-setting bit
__raw_writel(temp, S3C2410_TCON);
}
return 0;
}
//--------------------------------------------------------------
//這個結構是字符設備驅動程序的核心
//當應用程序操作設備文件時所調用的open、read、write、ioctl等函數，
//最終會調用這個結構中指定的對應函數
//--------------------------------------------------------------
static struct file_operations xiaoyang_beep_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = xiaoyang_beep_ioctl,
};
static char __initdata banner[] = "TQ2440 Beep, 2010-xiaoyang yi\n";
static struct class *beep_class;
//--------------------------------------------------------------
//執行"insmod xiaoyang_beep.ko"命令時就會調用這個函數
//--------------------------------------------------------------
static int __init xiaoyang_beep_init(void)
{
int ret;
printk(banner);
//--------------------------------------------------------------
//註冊字符設備驅動程序
//參數爲主設備號、設備名字、file_operations結構；
//這樣，主設備號就和具體的file_operations結構聯繫起來了，
//操作主設備爲BEEP_MAJOR的設備文件時，就會調用xiaoyang_beep_fops中的相關成員函數
// BEEP_MAJOR可以設爲0，表示由內核自動分配主設備號
//--------------------------------------------------------------
ret = register_chrdev(BEEP_MAJOR, DEVICE_NAME, &xiaoyang_beep_fops);//分配設備號
if (ret < 0) {
printk(DEVICE_NAME " can't register major number\n");
return ret;
}
//註冊一個類，使mdev可以在"/dev/"目錄下面建立設備節點
beep_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);
if(IS_ERR(beep_class))
{
printk("Err: failed in xiaoyang-Beep class. \n");
return -1;
}
//創建一個設備節點，節點名爲DEVICE_NAME
device_create(beep_class, NULL, MKDEV(BEEP_MAJOR, 0), NULL, DEVICE_NAME);
printk(DEVICE_NAME " initialized\n");
return 0;
}
//--------------------------------------------------------------
//執行"rmmod xiaoyang_beep.ko"命令時就會調用這個函數
//--------------------------------------------------------------
static void __exit xiaoyang_beep_exit(void)
{
/*卸載驅動程序 */
unregister_chrdev(BEEP_MAJOR, DEVICE_NAME);
device_destroy(beep_class, MKDEV(BEEP_MAJOR, 0)); //刪掉設備節點
class_destroy(beep_class); //註銷類
}
//指定驅動程序的初始化函數和卸載函數
module_init(xiaoyang_beep_init);
module_exit(xiaoyang_beep_exit);
/*描述驅動程序的一些信息，不是必須的 */
MODULE_AUTHOR("software-hit"); //驅動作者
MODULE_DESCRIPTION("TQ2440 Beep Driver"); //描述信息
MODULE_LICENSE("GPL"); //遵循的協議
將其加入內核，配置drivers/char/Kconfig和Makefile將根目錄下的config_EmbededSky_W35拷貝到.config然後運行：Make menuconfig進行配置。
可將beep作爲模塊或者必選（作爲內核的一部分）加入內核。則運行
Make oldconfig
Make
生成zImage燒寫到開發板後就有/dev/beep設備。
若作爲模塊作編的話僅僅運行Make SUBDIR=drivers/char/ modules即可編譯出EmbededSky_Beep.ko,將其拷貝到開發板insmod加載。
其中在編譯過程出現了以下問題：
drivers/char/EmbedSky_beep.c: In function 'xiaoyang_beep_init':
drivers/char/EmbedSky_beep.c:134: error: implicit declaration of function 'class_device_create'
drivers/char/EmbedSky_beep.c: In function 'xiaoyang_beep_exit':
drivers/char/EmbedSky_beep.c:148: error: implicit declaration of function 'class_device_destroy'
make[2]: *** [drivers/char/EmbedSky_beep.o]錯誤 1
make[1]: *** [drivers/char]錯誤 2
make: *** [drivers]錯誤 2
[xiaoyang@localhost linux-2.6.3
解決辦法：
這主要是版本間的接口變化引起的。
在Linux2.6中，針對上面的這個問題不同的版本有些修改，使用前要先查看下/.../include/linux/device.h裏的函數聲明，如我用的是Linux2.6.30，裏面就沒有class_device_create函數，而直接使用device_create就可以了，而在之前的版本如Linux2.6.15，裏面就要用class_device_create函數。
所以不要使用class_device_create而改用device_create即可，另外一個接口也是。
編寫應用程序：
//----------------------------------------------------------
// beep driver/module test
//----------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>
int main()
{
int fd;
int i = 0;
int m_pwm_val;
fd = open("/dev/xiaoyang-beep",O_RDWR);
if(fd < 0){
perror("open device xiaoyang-beep error!");
exit(1);
}
for(i = 0; i < 1000; i++){
scanf("%d",&m_pwm_val);
printf("your pwm_val is %d\n",m_pwm_val);
ioctl(fd,m_pwm_val,4);//最後這個參數沒有什麼用，ioctl：linux接口採用統一接口進行設備的操作
if(m_pwm_val == 0){
break;
}
}
close(fd);
return 0;
}
makefie如下：
CROSS_COMPILE=arm-linux-
CC=$(CROSS_COMPILE)gcc
obj-m := hello.o
all:beep
beep:beep.c
$(CC) -o beep beep.c
$(CROSS_COMPILE)strip beep
clean:
rm -rf *.o beep
實驗結果截圖：
輸入數字後beep按照不同的頻率發聲，太刺耳了。