mini2440驱动奇谭——ADC驱动与测试（动态挂载驱动）

来源：互联网发布：vb.net cad插件编辑：程序博客网时间：2024/04/30 10:42

博客：http://blog.csdn.net/muyang_ren

实现功能：开发板动态加载adc驱动模块并能通过测试程序

系统：Ubuntu 14.04 驱动交叉编译内核：linux-2.6.32.2 开发板：mini2440

建立交叉编译请点击，烧写linux到开发板请点击，Linux RootFs 选择rootfs_rtm_2440.img （光盘目录：image/linux/rtm ）

开发所需工具：NFS网络文件 minicom vim

linux文件目录：/opt/FriendlyARM/mini2440/linux-2.6.32.2

自己驱动目录： /home/lianghuiyong/my2440drivers

注意：我的开发板内核被我裁剪了adc驱动部分，包括之后要写的一些驱动，裁剪内核驱动很简单，make menuconfig菜单后对应的驱动空格为空就行了

ADC原理

ADC模块共有8个模拟信号通道（XP、XM、YP、YM，A[ 3 : 0 ]），我们使用最多的是触摸屏，这时设置XP、XM、YP、YM选择为触摸屏的引脚，XM、YM则分别为X、Y方向接地线，为低电平。XP、YP使能后，笔尖等让触摸屏接触点受压产生电压变化来计算产生的X 、Y轴坐标，并将坐标值分别存储于ADCDAT0，ADCDAT1中。触摸屏就先这样简单介绍下，当触摸屏引脚为禁止时，这四个端口（XP、XM、YP、YM）可被用于ADC的模拟输入端口（AIN4、AIN5、AIN6和AIN7）;

原理：这里模拟信号源选择开发板上的可调电位器，从电位器电路图中可知模拟信号输出端为AIN0，可调电位器阻值的改变产生电压的变化，设置MUX多路模拟信号选择器为AIN0，进行模数转换，并将产生的数据存储于ADCDAT0中。顺便说一下，MUX（8选1）可选择XP、XM、YP、YM作为模拟信号源，但此时不是触摸屏信号，而是AIN4、AIN5、AIN6或者AIN7的模拟信号

驱动部分

adc.c

/*************************************************************************> File Name: adc.c> Author: 梁惠涌> Mail: > Created Time: 2014年10月08日 星期三 21时01分48秒 ************************************************************************///在 linux-2.6.32.2/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach 目录下#include<mach/regs-gpio.h>         // 和GPIO相关的宏定义 #include<mach/hardware.h>          //S3C2410_gpio_cfgpin等gpio函数定义//在 linux-2.6.32.2/include/linux 目录下#include<linux/miscdevice.h>        //注册 miscdevide 结构体成员变量#include<linux/delay.h>             //这个应该是时延函数了#include<linux/kernel.h>            //内核，不用说#include<linux/module.h>            //驱动加载卸载函数定义#include<linux/init.h>              //初始化头文件#include<linux/mm.h>#include<linux/fs.h>                //注册file_operations结构体变量#include<linux/types.h>#include<linux/moduleparam.h>#include<linux/slab.h>#include<linux/errno.h>              #include<linux/ioctl.h>#include<linux/cdev.h>#include<linux/string.h>#include<linux/list.h>#include<linux/pci.h>#include<linux/gpio.h>              //gpio口定义文件（虚拟地址）#include<linux/clk.h>               //系统时钟频率初始化文件#include<linux/sched.h>#include<linux/interrupt.h>         //宏定义 IRQ_HANDLED 等//在 linux-2.6.32.2/arch/arm/include/asm 目录下#include<asm/io.h>           #include<asm/irq.h>#include<asm/uaccess.h>#include<asm/atomic.h>#include<asm/unistd.h>//在 linux-2.6.32.2/arch/arm/plat-s3c/include/plat 目录下#include<plat/regs-adc.h>            //定义ADCCON ADCDAT0等寄存器#define DEVICE_NAME "adc"static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(adc_waitq);static void __iomem *adc_base;static struct clk *adc_clk;static int adc_data;                 static volatile int ev_adc =0;  /* (1) 定义等待变量adc_waitq * (2) 定义虚拟地址指针 adc_base, __iomem是2.6.9之后加入的特性，用来表示 * 指向一个 I/O 的虚拟内存空间，void可以使编译器忽略对变量的检查。 * (3) 定义一个clk类型的指针变量adc_clk，用于存储头文件中adc时钟的设置， * (4) clk结构体是定义在 s3c2410-clock.c文件中。 * (5) 中volatile确保读取ev_adc的值不会被编译器的优化忽略 * */    static ssize_t adc_read(struct file *fp, char *buf, size_t count, loff_t *ppos){    unsigned int tmp;    tmp = (1<<14)|(255<<6)|(0<<3)|(1<<0);    writel(tmp, adc_base + S3C2410_ADCCON);  //AD转换转换开始    wait_event_interruptible(adc_waitq, ev_adc);    ev_adc =0;        copy_to_user(buf, (char *)&adc_data, sizeof(adc_data));        return sizeof(adc_data);}/* (1) adc_read函数中，ssize_t是表示读写数据块的大小，类型是无符号整形 * (2) (1<<14) 预分频使能，(255<<6)预分频值设为255，(0<<3)模拟输入通道AIN0 * (1<<0)使能AD转换，根据开发板启动信息（S3C244X:core 405 MHZ 等）可以知道开 * 发板 PCLK为50.625MHZ，A/D转换频率=50.625MHZ /(255+1)=0.197MHZ,A/D转换时间 * =1/(0.197/5)=26uS。 * (3) writel函数是将tmp的值写入adc虚拟控制寄存器 * (4) wait_event_interruptible使等待队列进入睡眠，应该是为了copy_to_user * 传递的不是一个正在改变的值的值，adc_data值读取在adc_irq函数实现 * (5) copy_to_user，将读取到的值发送到测试程序(用户层)返回adc_data的字节数 * */static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id){    if(!ev_adc){        adc_data=readl(adc_base + S3C2410_ADCDAT0) & 0x3ff;        ev_adc= 1;        wake_up_interruptible( &adc_waitq);    }    return IRQ_HANDLED;}/* (1)adc_irq在下面函数被引用的,irqreturn_t在irqreturn.h中定义枚举类型 * (2)adc_data存储ADCDAT0虚拟数据寄存器后十位值 * (3)wake_up_interruptible唤醒adc_waitq队列 * (4)IRQ_HANDLED宏定义为1，表示接收到了准确中断信号，并作了相应正确的处理 * */static int adc_open(struct inode *inode, struct file *fp){    int ret;    ret=request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, &adc_data);    if(ret){        printk(KERN_ERR"IRQ %d error %d \n", IRQ_ADC , ret);    }    return 0;}/* (1) request_irq中断申请函数     * 参数1：中断源，   参数2：中断处理函数， * 参数3：中断方式， 参数4：设备名字， 参数5：设备ID * (2) 其中设备ID不能使用NULL，否则ret会为1值，报错，设备ID一般为驱动结构体 * 地址，但我没有使用结构体，直接使用&adc_data； * (3) 看过一些文章说写1等，但是会有warning，原因是设备ID参数是一个指针，需 * 要写一个地址才行。 * */static struct file_operations dev_fops={    .owner = THIS_MODULE,    .open  = adc_open,    .read  = adc_read,};static struct miscdevice misc = {    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,    .name  = DEVICE_NAME,    .fops  = &dev_fops,};static int __init adc_init(void){    int ret;    adc_base = ioremap(S3C2410_PA_ADC, 4);    adc_clk=clk_get(NULL, "adc");    if(!adc_clk){        printk(KERN_ERR "failed to find adc clock source! \n");        return -ENOENT;    }    printk(KERN_ALERT "Hello! mini2440 adc module is installed\n");    clk_enable(adc_clk);       ret = misc_register(&misc);        return ret;}/* (1) 函数__init是一个属性标志，当驱动模块被加载时，__init函数就被执行了 * (2) ioremap函数是将物理地址映射成虚拟地址并传递于adc_base * (3) clk_get是从头文件中获取adc时钟设置，定义在s3c2410-clock.c,由于内核 * 并没有adc驱动，所以adc的时钟并没初始化，clk_enable(adc_clk)初始化 adc * 时钟misc_register函数是注册混杂设备驱动 * */static void __exit adc_exit(void){    printk(KERN_ALERT "Good-bye ,mini2440 adc module is removed! \n");    misc_deregister(&misc);}/* (1) __exit和__init一样是module属性标志 * (2) misc_deregister函数是注销混杂设备驱动  * */module_init(adc_init);module_exit(adc_exit);MODULE_LICENSE("GPL");                   MODULE_AUTHOR("Lianghuiyong Inc.");

Makefile

ifeq ($(KERNELRELEASE),)KDIR ?= /opt/FriendlyARM/mini2440/linux-2.6.32.2/PWD  := $(shell pwd)modules:$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesmodules_install:$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules_installclean:rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versionselseobj-m:= adc.oendif/* 第1行：判断 KERNELRELEASE 变量是否为空，只有make命令该变量才不为空。 * 第2、3行：KDIR是内核路径，PWD是当前模块路径。 * 第4行：是makefile的功能选项，冒号结尾。 * 第5行：是执行模块的编译，语法是“Make -C 内核路径 M=模块路径 modules”。 * 第6、7行和第4、5行一样。 * 第8行：删除多余文件功能标识。 * 第9行：是删除编译过程的中间文件的命令。 * 第11行：如果make命令没有带功能标识(modules、modules_install、clean)使用, * 就将adc.o编译成adc.ko模块 * */

测试模块

adcceshi.c

/*************************************************************************> File Name: adcceshi.c> Author: 梁惠涌> Mail: > Created Time: 2014年10月10日 星期五 23时41分26秒 ************************************************************************/#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<errno.h>void delay(int j){    int i;    for(;j>0;j--)    for(i=10000;i>0;i--);}int main (int argc, char **argv){    int fd;    fd = open("/dev/adc",0);        if( fd<0 ){        printf("open adc device faild! \n");        exit(1);    }    while(1){        int ret;        int data;        ret =read(fd, &data, sizeof(data));        if(ret !=sizeof(data)){            if(errno!=EAGAIN){                printf(" Read ADC Device Faild! \n");            }             continue;        }        else {            printf("    Read ADC : %d \n",data);        }        delay(5000);    }    close(fd);    return 0;}/* (1) read(fd,&data,sizeof(data)) 函数将跳转到驱动file_openration * 中的.read =adc_read，进入adc_read函数，通过copy_to_user将驱动程 * 序中adc_data 传递给用户层测试程序data，return返回data字节数 * (2) 其中驱动中 adc_data的值是在驱动程序 adc_irq函数中通过readl从 * ADCDAT0虚拟地址获取. * (3) delay函数通过多次空循环实现时间的延迟 * */

测试程序使用命令：arm-linux-gcc -g adcceshi.c -o adcceshi 来生成测试程序adcceshi

开发板运行截图

其中rmmod: module 'adc' not found提示是因为是没把驱动程序放在/lib/modules/2.6.32.2-FriendlyARM下，我直接在挂载的文件夹下使用，

这个提示可以忽略

错误笔记

1 、error ：‘TASK_INTERRUPTIBLE' undeclared (first use in this function)

包含头文件： #include<linux/sched.h>

2、 error: 'IRQF_SHARED' undeclared

包含头文件：#include<linux/interrupt.h>

3、挂载驱动后运行测试程序出现：

Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000    pgd = c3934000                                                                  [00000000] *pgd=33969031, *pte=00000000, *ppte=00000000                         Internal error: Oops: 817 [#2]                                                  last sysfs file: /sys/devices/virtual/misc/adc/dev                              Modules linked in: adc [last unloaded: adc]                                     CPU: 0    Tainted: G      D     (2.6.32.2-FriendlyARM #2)                       PC is at adc_read+0x20/0x10c [adc]                                              LR is at vfs_read+0xac/0xe0                                                     pc : [<bf00c0e0>]    lr : [<c008ec10>]    psr: a0000013                         sp : c393bf20  ip : c393bf58  fp : c393bf54                                     r10: 00000000  r9 : c393a000  r8 : c0023088                                     r7 : bec9fd34  r6 : c393bf78  r5 : bec9fd34  r4 : bf00c470                      r3 : 00000000  r2 : 00007fc1  r1 : bec9fd34  r0 : c390e380                      Flags: NzCv  IRQs on  FIQs on  Mode SVC_32  ISA ARM  Segment user               Control: c000717f  Table: 33934000  DAC: 00000015                               Process adcceshi (pid: 664, stack limit = 0xc393a270)                           Stack: (0xc393bf20 to 0xc393c000)                                               bf20: 00000000 c390e380 c399b904 00000000 c393bf64 c393bf40 c390e380 bec9fd34   bf40: c393bf78 00000003 c393bf74 c393bf58 c008ec10 bf00c0d0 c390e380 00000000   bf60: 00000000 00000003 c393bfa4 c393bf78 c008ed1c c008eb74 00000000 00000000   bf80: 00000005 00000000 c393bfa4 00000000 00000000 00000000 00000000 c393bfa8   bfa0: c0022ee0 c008ece0 00000000 00000000 00000003 bec9fd34 00000004 bec9fd34   bfc0: 00000000 00000000 00000000 00000003 00000000 00000000 40024000 bec9fd44   bfe0: 00000000 bec9fd28 00008550 400daebc 60000010 00000003 00000000 00000000   Backtrace:                                                                      [<bf00c0c0>] (adc_read+0x0/0x10c [adc]) from [<c008ec10>] (vfs_read+0xac/0xe0)   r7:00000003 r6:c393bf78 r5:bec9fd34 r4:c390e380                                [<c008eb64>] (vfs_read+0x0/0xe0) from [<c008ed1c>] (sys_read+0x4c/0x84)          r7:00000003 r6:00000000 r5:00000000 r4:c390e380                                [<c008ecd0>] (sys_read+0x0/0x84) from [<c0022ee0>] (ret_fast_syscall+0x0/0x28)   r6:00000000 r5:00000000 r4:00000000                                            Code: e59f40e0 e59f20e0 e5943004 e1a07001 (e5832000)                            ---[ end trace 929b7bc9d9ae4dda ]---                                            Segmentation fault

只需注意上面中：PC is at adc_read+0x20/0x10c [adc] 出错的是 adc_read函数，从 Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000

可看出是指针的问题，看整个驱动发现是因为adc_base没有赋予虚拟地址值，在驱动加载函数中增加：adc_base= ioremap(S3C2410_PA_ADC, 0x20)；adc物理地址转换成虚拟地址并存储于adc_base 中

4、IRQ 80 error -22 错误

其中irq中断函数 ret = request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME,NULL); 最后一个参数不能为NULL，我修改后为 &adc_data

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