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Davinci DM6446開發攻略——LINUX GPIO驅動源碼移植

一、             DM6446 GPIO的介紹

     說到LINUX 驅動移植，沒有移植過的朋友，或剛剛進入LINUX領域的朋友，最好去看看《LINUX 設備驅動程序》第三版，有個理論或感性的認識。該版本是基於2.6.10的基礎上描述的，經典讀物，網上有電子版，但是建議花幾十元買本書是值得的。
       GPIO是嵌入式係統最簡單、最常用的資源了，比如點亮LED，控製蜂鳴器，輸出高低電平，檢測按鍵，等等。GPIO分輸入和輸出，在Montavista linux-2.6.18中，有關GPIO的最底層的寄存器驅動，是在linux-2.6.18_pro500\arch\arm\mach-davinci目錄下的gpio.c，這個是寄存器級的驅動，搞過單片機MCU的朋友應該比較熟悉寄存器級的驅動。根據DM6446的芯片DATASHEET，DM6446的GPIO分為3組BANK，BANK01組包括GPIO0~GPIO31，BANK23組包括GPIO32~GPIO63，BANK45組包括GPIO64~GPIO70，由於硬件資源的原因，DM6446並不是GPIO管腳就是純粹的GPIO腳，GPIO管腳和其他一些標準接口複用相同的引腳，比如SPI和GPIO複用，I2C和GPIO複用等，到底是使用GPIO還是其他接口，在初始化的時候，都需要對PINMUX0和PINMUX1兩個寄存器進行設置（見DM6446的芯片DATASHEET第3章），而軟件設置則在Montavista linux-2.6.18_pro500\arch\arm\mach-davinci目錄下mux_cfg.c和對應的mux.h裏。本人這裏使用GPIO10、GPIO12、GPIO28，分別對應控製BUZZER、LED1、LED0，所以不需要對mux_cfg.c和mux.h進行修改。我們把這些GPIO應用歸入linux字符設備來移植。
 
二、GPIO源碼移植分析
 
/* drivers/char/davinci_dm644x_gpios.c*/
#include <linux/device.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/cdev.h>
 
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/hardware.h>
#include <asm/arch/gpio.h>
 
#define DEVICE_NAME "dm644x_gpios"   /*定義設備驅動的名字，或設備節點名稱*/
#define GPIO_MAJOR 199 /*使用 cat /proc/devices查看不要和存在的char節點重複*/
 
/*my app gpio define*/
#define DM644X_GPIO_BUZZER             10    /*GPIO10*/
#define DM644X_GPIO_LED1           12    /*GPIO10*/
#define DM644X_GPIO_LED0           28    /*GPIO10*/
 
static int davinci_dm644x_gpio_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;/*該函數可以什麼都不做，也可以加入類似初始化的設置*/
}
 
static int davinci_dm644x_gpio_ioctl(
       struct inode *inode,
       struct file *file,
       unsigned int cmd,
       unsigned long arg)
{
       switch(cmd) /*cmd 表示應用程序傳入的led動作，是on 還是off*/
       {
       case 0:     //gpio = 0
              if(0==arg) /*arg由自己硬件電路決定使用那些GPIO*/
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED0, 0);/*調用TI linux-2.6.18寄存器驅動*/
              }
              else if(1==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED1, 0);
              }
              else if(2==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 0);
              }
              else
              {
                     return -EINVAL;
              }
              break;
       case 1:            //gpio = 1
              if(0==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED0, 1);
              }
              else if(1==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED1, 1);
              }
              else if(2==arg)
              {
                     gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 1);
              }
              else
              {
                     return -EINVAL;
              }
              break;
       default:
              return -EINVAL;
       }
}
 
/*定義驅動設備文件API，在linux係統當中，任何設備都可以當做文件的方式操作，這一點和單片機和MCU有很大差別*/
static const struct file_operations davinci_dm644x_gpio_fileops = {
       .owner   = THIS_MODULE,
       .open    = davinci_dm644x_gpio_open,
       .ioctl       = davinci_dm644x_gpio_ioctl,
};
 
static int __init davinci_dm644x_gpio_init(void) /*內核初始化會調用該函數*/
{
       int ret;
 
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED0, 1);     //led0 is on
udelay(1);
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_LED1, 1);     //led1 is on
udelay(1);
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 1);       //BUZZER is on
mdelay(500); /*初始化時，buzzer 發出聲音500ms*/
       gpio_direction_output(DM644X_GPIO_BUZZER, 1);       //BUZZER is off
 
       ret = register_chrdev(GPIO_MAJOR, DEVICE_NAME, &davinci_dm644x_gpio_fileops);
       if(ret < 0)
       {
              printk(DEVICE_NAME " register falid!\n");
              return ret;
       }
 
       printk (DEVICE_NAME" initialized\n");
 
       return ret;
}
 
static void __exit davinci_dm644x_gpio_exit(void)
{
       unregister_chrdev(GPIO_MAJOR, DEVICE_NAME);
}
 
module_init(davinci_dm644x_gpio_init);
module_exit(davinci_dm644x_gpio_exit);
 
MODULE_AUTHOR("xxx <>");
MODULE_DESCRIPTION("Davinci DM644x gpio driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
 
這個驅動源碼是一種比較老的驅動移植，即register_chrdev(GPIO_MAJOR, DEVICE_NAME, &davinci_dm644x_gpio_fileops)，靜態分配設備節點，適合linux-2.4.x和linux-2.6.10前的版本，當然也可以在2.6.18及以後的版本使用，現在新的版本char字符設備的移植可以參考davinci_resizer.c、davinci_previewer.c等文件。
上麵的初始化函數調用udelay和msdelay，udelay一般適用於一個比較小的delay，如果你填的數大於2000，係統會認為你這個是一個錯誤的delay函數，因此如果需要2ms以上的delay需要使用mdelay函數。
由於這些delay函數本質上都是忙等待，對於長時間的忙等待意味這無謂的耗費著cpu的資源，因此對於毫秒級的延時，內核提供了msleep，ssleep等函數，這些函數將使得調用它的進程睡眠參數指定的時間。
寄存器級的驅動gpio_direction_output（）函數是定義在linux-2.6.18_pro500/arch/arm/mach-davinci/下的gpio.c裏，裏邊還有gpio_direction_input（）和GPIO中斷函數。
 
三、修改內核配置文件
 
在linux-2.6.18_pro500/drivers/char目錄下，
修改Kconfig文件，在menu "Character devices"下麵，加入
 
config DAVINCI_DM644X_GPIOS
       tristate "Davinci DM644x GPIO GPIOs"
       depends on ARCH_DAVINCI
       help
        This option enables support for LEDs and Buzzer connected to GPIO lines
        on Ti Davinci DM644x CPUs, such as the DM6446。
修改Makefile文件，在128行
obj-$(CONFIG_DAVINCI_DM646X_TSIF)       += tsif_control.o tsif_data.o下麵，加入：
obj-$( DAVINCI_DM644X_GPIOS) += davinci_dm644x_gpios.o
 
修改linux-2.6.18 內核menu配置
選上“Character devices”裏的“Davinci DM644x GPIOs”，保存修改後的配置，然後make uImage，對內核的編譯；
 
四、GPIO應用程序源碼
 
    源碼添加：
/* dm644x_gpio_test.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
 
/* ./dm644x_gpio_test 0 1 */ //led0 on
/* ./dm644x_gpio_test 0 0 */ //led0 off
/* ./dm644x_gpio_test 1 1 */ //led1 on
/* ./dm644x_gpio_test 1 0 */ //led1 off
/* ./dm644x_gpio_test 2 1 */ // buzzer on
/* ./dm644x_gpio_test 2 0 */ // buzzer off
 
int main(int argc, char **argv)
{
       int on;
       int gpio_number;
       int fd;
       // argv[0]== dm644x_gpio_test
    // argv[1]== gpio_number
    // argv[1]== on
       if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &gpio_number) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||on < 0 || on > 1 || gpio _number < 0 || gpio _number > 3)
       {
              fprintf(stderr, "Usage:\n");
              fprintf(stderr, "\t dm644x_gpio_test  gpio_number on|off\n");
              fprintf(stderr, "Options:\n");
              fprintf(stderr, "\t gpio_number from 0 to 2\n");
              fprintf(stderr, "\t on 1   off 0\n");
              exit(1);
       }
       fd = open("/dev/dm644x_gpios", 0);
       if (fd < 0)
       {
      
             perror("open device /dev/dm644x_gpios");
             exit(1);
      
       }
       ioctl(fd, on, gpio_number);
       close(fd);
       return 0;
}
 
Makefile添加：
#application makefile for dm644x gpio test
CROSSCOMPILE = arm_v5t_le-
CC=$(CROSSCOMPILE)gcc
LD=$(CROSSCOMPILE)ld
OBJCOPY=$(CROSSCOMPILE)objcopy
OBJDUMP=$(CROSSCOMPILE)objdump
INCLUDE = /home/user/linux-2.6.18_pro500/include/*指向你的內核include*/
 
all: dm644x_gpio_test
 
dm644x_gpio_test: dm644x_gpio_test.c
       $(CROSSCOMPILE)gcc -Wall -O2 dm644x_gpio_test.c -I $(INCLUDE) -o dm644x_gpio_test
       $(CROSSCOMPILE)strip dm644x_gpio_test
       cp -f dm644x_gpio_test /home/user/nfs/target/opt/app/
clean:
       @rm -vf dm644x_gpio_test *.o *~
 
五、文件係統節點添加
        文件係統裏，/etc/init.d/rcS文件
         # Run /etc/rc.d/rc.local if it exists
         [ -x /etc/rc.d/rc.local ] && /etc/rc.d/rc.local
        前麵加mknod /dev/dm644x_gpios c 199 0或在shell命令行下執行mknod /dev/dm644x_gpios c 199 0；這就是靜態分配設備節點的做法。
       運行係統，進入shell命令下，
     #cd / opt/app/
     #./ dm644x_gpio_test 0 1可以控製點亮LED0
     等等，有平台的朋友可以試試。
 
六、總結

      本人拿一個比較簡單的設備驅動移植的例子來講解，目的讓大家理解davinci dm6446係統架構。由於時間倉促，以上可能會有不完善的地方，還請各位網友指點。Davinci dm6446 開發攻略到本章節，基本上一個完整的DM6446係統的框架基本介紹完了，感謝各位網友的支持，dm6446 開發攻略的文章也接近尾聲。由於很長一段時間忙著給購買我們產品的客戶搭建開發環境、codec環境，開發驅動，調試3G產品等等，所以更新博客的速度放慢下來，畢竟客戶的要求才是最重要的。同時也趕在51CTO 5周年紀念日到來之前，結束DM6446開發攻略的主體文章，算是告一個段落，以便為51CTO 5周年紀念寫篇感想文章做好鋪墊，畢竟來這個圈子也快一年了，有些東西總是需要總結的。

最後更新：2017-04-03 16:48:40

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