移植環境(紅色粗字體字爲修改後內容，藍色粗體字爲特別注意內容)
1，主機環境：VMare下CentOS 5.5 ，1G內存。
2，集成開發環境：Elipse IDE
3，編譯編譯環境：arm-linux-gcc v4.4.3，arm-none-linux-gnueabi-gcc v4.5.1。
4，開發板：mini2440，2M nor flash，128M nand flash。
5，u-boot版本：u-boot-2009.08
6，linux 版本：linux-2.6.32.2
7，參考文章：
嵌入式linux應用開發完全手冊，韋東山，編著。
Mini2440 之Linux 移植開發實戰指南
【1】硬件原理
Mini2440 板帶有一個蜂鳴器，它是由PWM 控制的，下面是它的連接原理圖：
可以看出，蜂鳴器所用的GPB0 端口複用的功能爲TOUT0，它其實也就是PWM 輸出。這在S3C2440 手冊中可以看到：
因此，我們需要在驅動程序中，首先把 GPB0 端口設置爲PWM 功能輸出，再設定相應的Timer 就可以控制PWM 的輸出頻率了。
【2】驅動程序編寫
在 linux-2.6.32.2/drivers/misc目錄下，增加一個驅動程序文件mini2440_pwm.c，內容如下：
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <plat/regs-timer.h>
#include <mach/regs-irq.h>
#include <asm/mach/time.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#define DEVICE_NAME "pwm" //設備名
#define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1 //定義宏變量，用於後面的ioctl 中的switch case
#define PWM_IOCTL_STOP 0 //定義信號量 lock
static struct semaphore lock;
/* freq: pclk/50/16/65536 ~ pclk/50/16
* if pclk = 50MHz, freq is 1Hz to 62500Hz
* human ear : 20Hz~ 20000Hz
*/
static void PWM_Set_Freq( unsigned long freq )
//設置pwm 的頻率，配置各個寄存器
{
unsigned long tcon;
unsigned long tcnt;
unsigned long tcfg1;
unsigned long tcfg0;
struct clk *clk_p;
unsigned long pclk;
//set GPB0 as tout0, pwm output 設置GPB0 爲tout0,pwm 輸出
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(0), S3C2410_GPB0_TOUT0);
tcon = __raw_readl(S3C2410_TCON); //讀取寄存器TCON 到tcon
tcfg1 = __raw_readl(S3C2410_TCFG1); //讀取寄存器TCFG1 到tcfg1
tcfg0 = __raw_readl(S3C2410_TCFG0); //讀取寄存器TCFG0 到tcfg0
//prescaler = 50
// S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK定時器0 和1 的預分頻值的掩碼，TCFG[0~8]
tcfg0 &= ~S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK;
tcfg0 |= (50 - 1); // 預分頻爲50
//mux = 1/16
tcfg1 &= ~S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK; //S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK 定時器0 分割值的掩碼TCFG1[0~3]
tcfg1 |= S3C2410_TCFG1_MUX0_DIV16; //定時器0 進行16 分割
__raw_writel(tcfg1, S3C2410_TCFG1); //把tcfg1 的值寫到分割寄存器S3C2410_TCFG1 中
__raw_writel(tcfg0, S3C2410_TCFG0); //把tcfg0 的值寫到預分頻寄存器S3C2410_TCFG0 中
clk_p = clk_get(NULL, "pclk"); //得到pclk
pclk = clk_get_rate(clk_p);
tcnt = (pclk/50/16)/freq; //得到定時器的輸入時鐘，進而設置PWM 的調製頻率
__raw_writel(tcnt, S3C2410_TCNTB(0)); //PWM 脈寬調製的頻率等於定時器的輸入時鐘
__raw_writel(tcnt/2, S3C2410_TCMPB(0)); //佔空比是50%
tcon &= ~0x1f;
tcon |= 0xb; //disable deadzone, auto-reload, inv-off, update TCNTB0&TCMPB0, start timer 0
__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON); //把tcon 寫到計數器控制寄存器S3C2410_TCON 中
tcon &= ~2; //clear manual update bit
__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON);
}
static void PWM_Stop(void)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(0), S3C2410_GPIO_OUTPUT); //設置GPB0 爲輸出
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(0), 0); //設置GPB0 爲低電平，使蜂鳴器停止
}
static int s3c24xx_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
if (!down_trylock(&lock)) //是否獲得信號量，是down_trylock(&lock）=0，否則非0
return 0;
else
return -EBUSY; //返回錯誤信息：請求的資源不可用
}
static int s3c24xx_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
PWM_Stop();
up(&lock); //釋放信號量lock
return 0;
}
/*cmd 是1，表示設置頻率；cmd 是2 ，表示停止pwm*/
static int s3c24xx_pwm_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
switch (cmd)
{
case PWM_IOCTL_SET_FREQ: //if cmd=1 即進入case PWM_IOCTL_SET_FREQ
if (arg == 0) //如果設置的頻率參數是0
return -EINVAL; //返回錯誤信息，表示向參數傳遞了無效的參數
PWM_Set_Freq(arg); //否則設置頻率
break;
case PWM_IOCTL_STOP: // if cmd=2 即進入case PWM_IOCTL_STOP
PWM_Stop(); //停止蜂鳴器
break;
}
return 0; //成功返回
}
/*初始化設備的文件操作的結構體*/
static struct file_operations dev_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = s3c24xx_pwm_open,
.release = s3c24xx_pwm_close,
.ioctl = s3c24xx_pwm_ioctl,
};
static struct miscdevice misc = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = DEVICE_NAME,
.fops = &dev_fops,
};
static int __init dev_init(void)
{
int ret;
init_MUTEX(&lock); //初始化一個互斥鎖
ret = misc_register(&misc); //註冊一個misc 設備
if(ret < 0)
{
printk(DEVICE_NAME "register falid!\n");
return ret;
}
printk (DEVICE_NAME "\tinitialized!\n");
return 0;
}
static void __exit dev_exit(void)
{
misc_deregister(&misc); //註銷設備
}
module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");
MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 PWM Driver");
以上驅動程序中，一些關鍵詞的解釋和說明如下：
(1) CPU 計數器控制寄存器
1>配置定時器輸入時鐘
TCFG0-時鐘配置寄存器0，用於獲得預分頻值（1~255）
TCFG1-時鐘配置寄存器1，用於獲得分割值（2，4，8，16，32）
定時器輸入時鐘頻率=PLCK/{預分頻+1}/{分割值}
2>配置PWM 的佔空比
TCNTB0-定時器0 計數緩存寄存器，是由定時器的輸入時鐘分頻得到,是脈寬調製的頻率。
TCMTB0-定時器0 比較緩存寄存器，用於設定PWM 的佔空比，寄存器值爲高定平的
假設TCNTB0 的頻率是160，如果TCMTB0 是110，則PWM 在110 個週期是高定平，50 週期是低電平，從而佔空比爲11：5。
3>定時器控制寄存器TCON
TCON[0~4]用於控制定時器0
(2) 讀寫寄存器的函數： __raw_readl 和__raw_writel
讀端口寄存器用__raw_readl(a )，該函數從端口a 返回一個32 位的值。相關的定義在include/asm-arm/io.h 中。
#define __raw_readl(a) (*(volatile unsigned int*)(a))，寫端口寄存器用__raw_writel(v,a)
，該函數將一個32 位的值寫入端口a 中。相關的定義在include/asm-arm/io.h中。 #define __raw_writel(v,a) (*(volatile unsigned int*)(a) = (v)) 。此處設置功能控制寄存器，將相應的引腳設爲輸出狀態。
(3 )內核中操作gpio
gpio_cfgpin 配置相應GPIO 口的功能
gpio_setpin IO 口爲輸出功能時，寫引腳
(4) 內核中基於信號量的Llinux 的併發控制
在驅動程序中，當多個線程同時訪問相同的資源時，可能會引發“競態”，因此必須對共享資源進行併發控制。信號量（絕大多數作爲互斥鎖使用）是一種進行併發控制的手段（還有自旋鎖，它適合於保持時間非常短的時間）。信號量只能在進程的上下文中使用。
void init_MUTEX(&lock) 初始化一個互斥鎖，即他把信號量lock 設置爲1。
void up (&lock) 釋放信號量，喚醒等待者。
int down_trylock(&lock) 嘗試獲得信號量lock ，如果能夠立刻獲得，就獲得信號量，並返回爲0.否則返回非0.並且它不會導致休眠，可以在中斷上下文中使用。在PWM 中，當計數值溢出時，就會引發計數中斷。所以在這裏用這個函數來獲得信號。
【3】爲內核添加按鍵設備的內核配置選項
打開 linux-2.6.32.2/drivers/misc/Kconfig 文件，定位到39行附近，加入如下紅色部分內容：
config MINI2440_BUZZER
tristate "Buzzer driver for FriendlyARM Mini2440 development boards"
depends on MACH_MINI2440
default y if MACH_MINI2440
help
this is buzzer driver for FriendlyARM Mini2440 development boards
config ATMEL_PWM
tristate "Atmel AT32/AT91 PWM support"
depends on AVR32 || ARCH_AT91SAM9263 || ARCH_AT91SAM9RL || ARCH_AT91CAP9
help
This option enables device driver support for the PWM channels
on certain Atmel processors. Pulse Width Modulation is used for
purposes including software controlled power-efficient backlights
on LCD displays, motor control, and waveform generation.
【4】把對應的驅動目標文件加入內核
打開linux-2.6.32.2/drivers/misc/Makefile，定位到27行附近，把該驅動程序的目標文件根據配置定義加入，如下紅色部分：
obj-$(CONFIG_C2PORT) += c2port/
obj-$(CONFIG_MINI2440_BUTTONS) += mini2440_buttons.o
obj-$(CONFIG_LEDS_MINI2440) += mini2440_leds.o
obj-$(CONFIG_MINI2440_ADC) += mini2440_adc.o
obj-$(CONFIG_MINI2440_BUZZER) += mini2440_pwm.o
obj-y += eeprom/
obj-y += cb710/
這樣，我們就在內核中加入了PWM 控制蜂鳴器的驅動程序。
【5】確認內核配置
接上面的步驟，在內核源代碼目錄下執行：make menuconfig 重新配置內核，依次選擇進入如下子菜單項：
Device Drivers --->
[*] Misc devices --->
<*> Buzzer driver for FriendlyARM Mini2440 development boards //選項默認是選中的，若沒有選中，則按空格鍵選中它。
退出並保存內核配置。
然後退出保存所選配置， 在命令行執行： make uImage ， 將會生成arch/arm/boot/uImage，然後將其複製到/nfsboot目錄下後啓動開發板。可以在看到串口終端中啓動信息：
... ...
brd: module loaded
buttons initialized!
leds initialized!
adc initialized!
pwm initialized!
S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 Simtec Electronics
... ...
說明leds設備加載成功。
【6】測試PWM 控制蜂鳴器
爲了測試該驅動程序，我們還需要編寫一個簡單的測試程序，在友善官方提供的光盤中已經提供了該測試程序的源代碼，它位於\linux 示例代碼\examples\pwm目錄中，文件名爲：pwm_test.c。將其複製到主機/root/linux-test/codetest目錄下，下面是其中的代碼：
#include <stdio.h>
#include <termios.h> //POSIX 終端控制定義
#include <unistd.h> //Unix 標準函數定義
#include <stdlib.h>
#define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1
#define PWM_IOCTL_STOP 0
#define ESC_KEY 0x1b //定義ESC_KEY 爲ESC 按鍵的鍵值
static int getch(void) //定義函數在終端上獲得輸入，並把輸入的量（int）返回
{
struct termios oldt,newt; //終端結構體struct termios
int ch;
if (!isatty(STDIN_FILENO)) { //判斷串口是否與標準輸入相連
fprintf(stderr, "this problem should be run at a terminal\n");
exit(1);
}
// save terminal setting
if(tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt) < 0) { //獲取終端的設置參數
perror("save the terminal setting");
exit(1);
}
// set terminal as need
newt = oldt;
newt.c_lflag &= ~( ICANON | ECHO ); //控制終端編輯功能參數ICANON 表示使用標準輸入模式；參數ECH0 表示顯示輸入字符
if(tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW, &newt) < 0) {
//保存新的終端參數
perror("set terminal");
exit(1);
}
ch = getchar();
// restore termial setting
if(tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW,&oldt) < 0) { //恢復保存舊的終端參數
perror("restore the termial setting");
exit(1);
}
return ch;
}
static int fd = -1;
static void close_buzzer(void);
static void open_buzzer(void) //打開蜂鳴器
{
fd = open("/dev/pwm", 0); //打開pwm 設備驅動文件
if (fd < 0) {
perror("open pwm_buzzer device"); //打開錯誤，則終止進程。退出參數爲1
exit(1);
}
// any function exit call will stop the buzzer
atexit(close_buzzer); //退出回調close_buzzer
}
static void close_buzzer(void) //關閉蜂鳴器
{
if (fd >= 0) {
ioctl(fd, PWM_IOCTL_STOP); //停止蜂鳴器
close(fd); //關閉設備驅動文件
fd = -1;
}
}
static void set_buzzer_freq(int freq)
{
// this IOCTL command is the key to set frequency
int ret = ioctl(fd, PWM_IOCTL_SET_FREQ, freq); //設置頻率
if(ret < 0) { //如果輸入的頻率錯誤
perror("set the frequency of the buzzer");
exit(1); //退出，返回1
}
}
static void stop_buzzer(void) //關閉蜂鳴器
{
int ret = ioctl(fd, PWM_IOCTL_STOP);
if(ret < 0) {
perror("stop the buzzer");
exit(1);
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int freq = 1000 ;
open_buzzer(); //打開蜂鳴器
printf( "\nBUZZER TEST ( PWM Control )\n" );
printf( "Press +/- to increase/reduce the frequency of the BUZZER\n" ) ;
printf( "Press 'ESC' key to Exit this program\n\n" );
while( 1 )
{
int key;
set_buzzer_freq(freq); //設置蜂鳴器頻率
printf( "\tFreq = %d\n", freq );
key = getch();
switch(key) {
case '+':
if( freq < 20000 )
freq += 10;
break;
case '-':
if( freq > 11 )
freq -= 10 ;
break;
case ESC_KEY:
case EOF:
stop_buzzer();
exit(0);
default:
break;
}
}
}
在終端中進入到codetest目錄，然後執行：
[root@localhost codetest]# ls
adc_test backlight_test buttons_test.c led.c tstest.c
adc_test.c backlight_test.c i2c pwm_test.c
adc_test.c~ buttons_test led tstest
[root@localhost codetest]# arm-linux-gcc -o pwm_test pwm_test.c
[root@localhost codetest]# cp pwm_test /nfsboot/nfs
[root@localhost codetest]#
將生成的可執行目標文件pwm_test複製到與開發板共享的nfsboot/nfs中，在開發板的命令行終端執行：
[root@mini2440 nfs]#cd /
[root@mini2440 /]#ls -l /dev/pwm
crw-rw---- 1 root root 10, 60 Jan 1 00:00 /dev/pwm
[root@mini2440 /]#
[root@mini2440 /]#cd /mnt/nfs
[root@mini2440 nfs]#ls
adc_test buttons_test pwm_test yesterday.mp3
backlight_test i2c test1.wav
bigworld.wav led
[root@mini2440 /]#cd /mnt/nfs
[root@mini2440 nfs]#./pwm_test
BUZZER TEST ( PWM Control )
Press +/- to increase/reduce the frequency of the BUZZER
Press 'ESC' key to Exit this program
Freq = 1000
Freq = 1010
Freq = 1020
Freq = 1030
Freq = 1040
Freq = 1050
Freq = 1060
Freq = 1050
Freq = 1040
Freq = 1030
Freq = 1020
Freq = 1010
Freq = 1000
[@mini2440 nfs]#
當按動“+”/“-”鍵時，蜂鳴器的聲音會隨之改變。
接下來，將進行將UART2更成普通串口驅動移植。