蜂鸣器的驱动源码在/driver/char/buzzer/x210-buzzer.c文件中,源码如下
#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 <asm/irq.h> #include <asm/io.h> #include <linux/interrupt.h> #include <asm/uaccess.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> #include <linux/gpio.h> #include <plat/gpio-cfg.h> //#include <plat/regs-clock.h> //#include <plat/regs-gpio.h> //#include <plat/gpio-bank-e.h> //#include <plat/gpio-bank-f.h> //#include <plat/gpio-bank-k.h> #define DEVICE_NAME "buzzer" #define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1 #define PWM_IOCTL_STOP 0 static struct semaphore lock; // TCFG0在Uboot中设置,这里不再重复设置 // Timer0输入频率Finput=pclk/(prescaler1+1)/MUX1 // =66M/16/16 // TCFG0 = tcnt = (pclk/16/16)/freq; // PWM0输出频率Foutput =Finput/TCFG0= freq static void PWM_Set_Freq( unsigned long freq ) { unsigned long tcon; unsigned long tcnt; unsigned long tcfg1; struct clk *clk_p; unsigned long pclk; //unsigned tmp; //设置GPD0_2为PWM输出 s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_SFN(2)); tcon = __raw_readl(S3C2410_TCON); tcfg1 = __raw_readl(S3C2410_TCFG1); //mux = 1/16 tcfg1 &= ~(0xf<<8); tcfg1 |= (0x4<<8); __raw_writel(tcfg1, S3C2410_TCFG1); clk_p = clk_get(NULL, "pclk"); pclk = clk_get_rate(clk_p); tcnt = (pclk/16/16)/freq; __raw_writel(tcnt, S3C2410_TCNTB(2)); __raw_writel(tcnt/2, S3C2410_TCMPB(2));//占空比为50% tcon &= ~(0xf<<12); tcon |= (0xb<<12); //disable deadzone, auto-reload, inv-off, update TCNTB0&TCMPB0, start timer 0 __raw_writel(tcon, S3C2410_TCON); tcon &= ~(2<<12); //clear manual update bit __raw_writel(tcon, S3C2410_TCON); } void PWM_Stop( void ) { //将GPD0_2设置为input s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_SFN(0)); } static int x210_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file) { if (!down_trylock(&lock)) return 0; else return -EBUSY; } static int x210_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file) { up(&lock); return 0; } // PWM:GPF14->PWM0 static int x210_pwm_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch (cmd) { case PWM_IOCTL_SET_FREQ: printk("PWM_IOCTL_SET_FREQ:\r\n"); if (arg == 0) return -EINVAL; PWM_Set_Freq(arg); break; case PWM_IOCTL_STOP: default: printk("PWM_IOCTL_STOP:\r\n"); PWM_Stop(); break; } return 0; } static struct file_operations dev_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = x210_pwm_open, .release = x210_pwm_close, .ioctl = x210_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); ret = misc_register(&misc); /* GPD0_2 (PWMTOUT2) */ ret = gpio_request(S5PV210_GPD0(2), "GPD0"); if(ret) printk("buzzer-x210: request gpio GPD0(2) fail"); s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_PULL_UP); s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_SFN(1)); gpio_set_value(S5PV210_GPD0(2), 0); printk ("x210 "DEVICE_NAME" initialized\n"); return ret; } static void __exit dev_exit(void) { misc_deregister(&misc); } module_init(dev_init); module_exit(dev_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("www.9tripod.com"); MODULE_DESCRIPTION("x210 PWM Driver");
蜂鸣器的驱动模块代码如上。和其他驱动模块代码一样,module_init中的函数为驱动模块被加载的时候(insmd)时运行的函数,module_exit中的函数为驱动模块被卸载时(rmmod)运行的函数,
首先看下module_Init驱动被加载时执行的函数dev_init函数,代码分析如下
static int __init dev_init(void) { int ret; init_MUTEX(&lock); ret = misc_register(&misc); /* GPD0_2 (PWMTOUT2) */ ret = gpio_request(S5PV210_GPD0(2), "GPD0"); if(ret) printk("buzzer-x210: request gpio GPD0(2) fail"); s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_PULL_UP); s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_SFN(1)); gpio_set_value(S5PV210_GPD0(2), 0); printk ("x210 "DEVICE_NAME" initialized\n"); return ret; }
上面代码中的init_MUTEX(&lock),这个lock是在本文件全局定义的,定义如下,init_MUTEXH函数是初始化信号量的,将信号量的计数值初始化为1。计数值初始化为1的信号量其实就是互斥锁,由这个代码可以知道,编写者的本意是想用的互斥锁的,但可能那个时候并没有互斥锁,只有信号量,所以用信号量来实现了互斥锁。因为信号量的计数值为1,其实跟互斥锁就是类似的了。因为信号量没有互斥锁优化的好,所以这里使用信号量其实并不是现在主流的。
static struct semaphore lock;
struct semaphore是一个信号量结构体,信号量和互斥锁的不同前面已经讲过。结构体内容如下
struct semaphore { spinlock_t lock; unsigned int count; struct list_head wait_list; //信号量的等待队列 };
在dev_init函数中,接着代码是
ret = misc_register(&misc);
misc_register是注册misc杂散类设备的函数,参数misc是被定义在全局并且填充好的结构体变量,内容如下
static struct miscdevice misc = { //这里定义miscdevice结构体并填充了三个成员,根据实际情况进行填充 .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, //次设备号minor成员被赋值为MISC_DYNAMIC_MINOR宏的值(255),前面说过该值表示让内核为我们自动分配次设备 //号。 .name = DEVICE_NAME, //该设备的名字,这个设备的名字并不像platform平台总线机制中的名字那么重要(因为是用来macth函数匹配设备和驱动的//)。这里这个name作用只是用来记录的。 .fops = &dev_fops, //该设备的操作方法 };
上面定义的strcut miscdevice结构体中的fops成员被绑定成dev_fops,dev_fops也是被定义在本文件的全局的,该结构体包含的是操作这个驱动的操作而方法,内容如下
static struct file_operations dev_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = x210_pwm_open, //应用层open操作该设备文件时执行的函数 .release = x210_pwm_close, //应用层close操作该设备文件时执行的函数 .ioctl = x210_pwm_ioctl, //应用层ioctl操作该设备文件时执行的函数 };
经过misc_register(&misc)后,就会将该misc设备和其驱动的操作方法进行注册,完成杂散类设备的注册。
在dev_init函数中接下来的代码就是对蜂鸣器硬件相关的设置,根据硬件原理图来看蜂鸣器对应的GPIO,操作设置如下
/* GPD0_2 (PWMTOUT2) */ ret = gpio_request(S5PV210_GPD0(2), "GPD0"); //向内核申请GPIOD0_2引脚资源 if(ret) printk("buzzer-x210: request gpio GPD0(2) fail"); s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_PULL_UP); //向内核申请后,设置GPIOD0_2引脚为上拉 s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(2), S3C_GPIO_SFN(1)); //将该GPIOD0_2引脚的模式设置成S3C_GPIO_SFN(1)模式(特殊模式1,根据手册是输出 //模式,详细情况看数据手册) gpio_set_value(S5PV210_GPD0(2), 0); //设置该引脚初始输出0低电平,因为是初始化为0低电平,所以蜂鸣器开始是不会响的。 printk ("x210 "DEVICE_NAME" initialized\n"); //DEVICE_NAME宏是设备名字,这种方式的打印信息,编译会将宏代表的字符串一起打印出来。 return ret;
上面的分析已经将蜂鸣器驱动模块被装载时发生的事情(dev_init)分析完了。dev_init函数执行成功表示驱动已经安装好了,此时驱动代码为待命状态。等待应用层去操作。
应用层用open×××蜂鸣器设备文件时,对应的驱动执行函数是x210_pwm_open,代码如下
static int x210_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file) { if (!down_trylock(&lock)) //因为蜂鸣器这种设备很简单,所以open函数是空的,这里只是执行了这么一个上锁操作,防止蜂鸣器设备被打开多次 return 0; //使用非阻塞的方式去尝试上锁,如果上锁不成功则返回失败 else return -EBUSY; }
应用层用close关闭蜂鸣器设备时,对应的驱动执行函数是x210_pwm_close,代码如下
static int x210_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file) { up(&lock); //解锁操作 return 0; }
应用层ioctl操作蜂鸣器设备文件时,对应的驱动函数是x210_pwm_ioctl,这个是我们这次分析的重点,代码如下
// PWM:GPF14->PWM0 static int x210_pwm_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch (cmd) { case PWM_IOCTL_SET_FREQ: printk("PWM_IOCTL_SET_FREQ:\r\n"); if (arg == 0) return -EINVAL; PWM_Set_Freq(arg); break; case PWM_IOCTL_STOP: default: printk("PWM_IOCTL_STOP:\r\n"); PWM_Stop(); break; } return 0; }
1、为什么用ioctl呢?
ioctl就是(input output control,输入输出控制)。这个函数的目的是让设备进行输入或者输出,让设备进行读或者写。
2、既然同样是为了让设备进行读和写,那么为什么不用read和write而要使用iotcl呢?
这是因为read和write是有缺陷的,ioctl是为了让一件事情更加美好,如果没有ictol只有read和write也是没有问题的,ioctl的存在只是为了更好。read和write的缺陷在于应用层和驱动层进行数据交换与定义比较麻烦。
举个例子:之前我们在写led的驱动时,写write和read驱动操作方法时,定义为wirte写1时表示led灭,写0时表示led亮,这是体现在驱动中的,那么应用层使用write操作led设备的时候就必须要知道用write去写什么值是让led亮和灭的,这个时候就很麻烦,写驱动的人可能要写一个文档来告诉写应用的人,write这个设备1是灭,0是亮。也可能要将驱动的代码给应用的人,让应用的人来知道write什么内容时对应的到底是什么操作,这两种可能虽然都能解决问题,但是都不完美,因为无论那样你都需要写文档,或者让应用的人去阅读驱动代码,都需要写应用的人去看文档或者驱动代码。这种复杂性在简单的设备中可能体会不出来,但是在一些复杂的设备中就体现出来了,ioctl解决的问题就是这种复杂性问题,让写应用的人好一些。
上面的代码中使用了ioctl的方式,其中有两个宏命令,分别是PWM_IOCTL_STOP和PWM_IOTCL_SET_FREQ,这两个宏分别对应的是0或1,我们可以将这两个宏写到一个头文件中,将这个头文件提供给写应用的人,写应用的人一看这两个宏就知道干嘛的,应用层使用ioctl时直接传参宏进去就可。前面在测试蜂鸣器驱动的时候已经写了关于蜂鸣器应用操作的C代码。