嵌入式內核開發：led燈驅動

接觸單片機或者其他嵌入式芯片的編程中，最簡單的就是GPIO的High/Low控制。
比如學校裏面最基本的單片機實驗：led控制，流水燈，數碼管。其實都是最基本的GPIO操作。
那麼同樣，對應到linux嵌入式開發，GPIO的High/Low控制也是最簡單的操作。算的上是c語言的 hello world 例程一樣。

linux的設備有分幾個類別，這裏led一般認作是字符形設備。在linux中訪問設備就是訪問設備文件，所以linux也作基於文件的操作系統

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio.h>

#include <mach/gpio.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>


#define DEVICE_NAME "leds"

static int led_gpios[] = {
    S5PV210_GPJ2(0),
    S5PV210_GPJ2(1),
    S5PV210_GPJ2(2),
    S5PV210_GPJ2(3),
};

#define LED_NUM     ARRAY_SIZE(led_gpios)


static long smart210_leds_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,
        unsigned long arg)
{
    switch(cmd) {
        case 0:
        case 1:
            if (arg > LED_NUM) {
                return -EINVAL;
            }

            gpio_set_value(led_gpios[arg], !cmd);
            printk(DEVICE_NAME": %ld %d\n", arg, cmd);
            break;

        default:
            return -EINVAL;
    }

    return 0;
}

static struct file_operations smart210_led_dev_fops = {
    .owner          = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl = smart210_leds_ioctl,
};

static struct miscdevice smart210_led_dev = {
    .minor          = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .name           = DEVICE_NAME,
    .fops           = &smart210_led_dev_fops,
};

static int __init smart210_led_dev_init(void) {
    int ret;
    int i;

    for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
        ret = gpio_request(led_gpios[i], "LED");
        if (ret) {
            printk("%s: request GPIO %d for LED failed, ret = %d\n", DEVICE_NAME,
                    led_gpios[i], ret);
            return ret;
        }

        s3c_gpio_cfgpin(led_gpios[i], S3C_GPIO_OUTPUT);
        gpio_set_value(led_gpios[i], 1);
    }

    ret = misc_register(&smart210_led_dev);

    printk(DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

    return ret;
}

static void __exit smart210_led_dev_exit(void) {
    int i;

    for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
        gpio_free(led_gpios[i]);
    }

    misc_deregister(&smart210_led_dev);
}

module_init(smart210_led_dev_init);
module_exit(smart210_led_dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

將此編譯進內核。
2.編寫led測試程序。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int on;
    int led_no;
    int fd;

    if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||
            on < 0 || on > 1 || led_no < 0 || led_no > 3) {
        fprintf(stderr, "Usage: leds led_no 0|1\n");
        exit(1);
    }

    fd = open("/dev/leds0", 0);
    if (fd < 0) {
        fd = open("/dev/leds", 0);
    }
    if (fd < 0) {
        perror("open device leds");
        exit(1);
    }

    ioctl(fd, on, led_no);
    close(fd);

    return 0;
}

如此，將led驅動直接編譯進內核後，然後在busybox構建的文件系統中，調用led測試程序。結果發現可以按照預先的想法順利控制led的亮暗。

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int gpio_request(unsigned gpio, const char *label) ,成功返回0，否則負數
gpio則爲你要申請的哪一個管腳，label則是爲其取一個名字

自動創建節點的字符雜項設備misc_register
註冊
int misc_register(struct miscdevice * misc);

釋放
int misc_deregister(struct miscdevice *misc);

雜項設備的
struct miscdevice {
int minor;
const char *name;
const struct file_operations *fops;
struct list_head list;
struct device *parent;
struct device *this_device;
const char *nodename;
umode_t mode;
};

網上關於雜項字符設備與普通字符設備的區別描述如下：
雜項字符設備和一般字符設備的區別：
1.一般字符設備首先申請設備號。 但是雜項字符設備的主設備號爲10次設備號通過結構體struct miscdevice中的minor來設置。
2.一般字符設備要創建設備文件。 但是雜項字符設備在註冊時會自動創建。
3.一般字符設備要分配一個cdev（字符設備）。 但是雜項字符設備只要創建struct miscdevice結構即可。
4.一般字符設備需要初始化cdev(即給字符設備設置對應的操作函數集struct file_operation). 但是雜項字符設備在結構體truct miscdevice中定義。
5.一般字符設備使用註冊函數 int cdev_add struct (cdev *p,devt_t dev, unsigned）（第一個參數爲之前初始化的字符設備，第二個參數爲設備號，第三個參數爲要添加設備的個數） 而雜項字符設備使用int misc_register(struct miscdevice *misc)來註冊

驅動調用的實質：
就是通過 設備文件找到與之對應設備號的設備，再通過設備初始化時綁定的操作函數對硬件進行控制的

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上面例子中是將led看作一個雜項設備來實現的