嵌入式内核开发：led灯驱动

接触单片机或者其他嵌入式芯片的编程中，最简单的就是GPIO的High/Low控制。
比如学校里面最基本的单片机实验：led控制，流水灯，数码管。其实都是最基本的GPIO操作。
那么同样，对应到linux嵌入式开发，GPIO的High/Low控制也是最简单的操作。算的上是c语言的 hello world 例程一样。

linux的设备有分几个类别，这里led一般认作是字符形设备。在linux中访问设备就是访问设备文件，所以linux也作基于文件的操作系统

#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.");

将此编译进内核。
2.编写led测试程序。

#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，将led驱动直接编译进内核后，然后在busybox构建的文件系统中，调用led测试程序。结果发现可以按照预先的想法顺利控制led的亮暗。

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int gpio_request(unsigned gpio, const char *label) ,成功返回0，否则负数
gpio则为你要申请的哪一个管脚，label则是为其取一个名字

自动创建节点的字符杂项设备misc_register
注册
int misc_register(struct miscdevice * misc);

释放
int misc_deregister(struct miscdevice *misc);

杂项设备的
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;
};

网上关于杂项字符设备与普通字符设备的区别描述如下：
杂项字符设备和一般字符设备的区别：
1.一般字符设备首先申请设备号。 但是杂项字符设备的主设备号为10次设备号通过结构体struct miscdevice中的minor来设置。
2.一般字符设备要创建设备文件。 但是杂项字符设备在注册时会自动创建。
3.一般字符设备要分配一个cdev（字符设备）。 但是杂项字符设备只要创建struct miscdevice结构即可。
4.一般字符设备需要初始化cdev(即给字符设备设置对应的操作函数集struct file_operation). 但是杂项字符设备在结构体truct miscdevice中定义。
5.一般字符设备使用注册函数 int cdev_add struct (cdev *p,devt_t dev, unsigned）（第一个参数为之前初始化的字符设备，第二个参数为设备号，第三个参数为要添加设备的个数） 而杂项字符设备使用int misc_register(struct miscdevice *misc)来注册

驱动调用的实质：
就是通过 设备文件找到与之对应设备号的设备，再通过设备初始化时绑定的操作函数对硬件进行控制的

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上面例子中是将led看作一个杂项设备来实现的