linux-2.6.32在mini2440开发板上移植（8）之添加ADC驱动程序

添加ADC驱动程序

编者：由于内核没有支持S3C2440的ADC驱动，在这里增加ADC驱动。友善的手册对这个介绍的还算相当详细，所以直接按照手册进行。里面的代码也有详细的注释。ADC驱动属于字符型设备，在这里以杂项设备也有的翻译为混杂设备，进行实现。

 

1 、关于S3C2440 的ADC 和触摸屏接口
Linux-2.6.32.2 内核并没有提供支持S3C2440 的ADC 驱动程序，因此我们自行设计了一个，这个驱动比较简单，属于字符设备，它位于drivers/char 目录下，驱动程序的文件名为：mini2440_adc.c。在S3C2440 芯片中，AD 输入和触摸屏接口使用共同的A/D 转换器，见2440 芯片手册第16 章节，如图。

2 在内核中添加ADC 驱动
      ADC 驱动和触摸屏驱动若想共存，就必须解决共享“A/D 转换器”资源这个问题，因此在ADC 驱动程序中声明了一个全局的“ADC_LOCK”信号量，ADC 驱动程序的内容和注解如下：

#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/init.h>

#include <linux/serio.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <mach/regs-clock.h>
#include <plat/regs-timer.h>
#include <plat/regs-adc.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/miscdevice.h>
;自己定义的头文件，因原生内核并没有包含

#include "s3c24xx-adc.h"
#undef DEBUG
//#define DEBUG
#ifdef DEBUG
#define DPRINTK(x...) {printk(__FUNCTION__"(%d): ",__LINE__);printk(##x);}
#else
#define DPRINTK(x...) (void)(0)
#endif
;定义ADC 转换设备名称，将出现在/dev/adc
#define DEVICE_NAME "adc"
static void __iomem *base_addr;
;定义ADC 设备结构
typedef struct {
      wait_queue_head_t wait;
      int channel;
      int prescale;
 }ADC_DEV;

;声明全局信号量，以便和触摸屏驱动程序共享A/D 转换器
DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);
;ADC 驱动是否拥有A/D 转换器资源的状态变量
static int OwnADC = 0;
static ADC_DEV adcdev;
static volatile int ev_adc = 0;
static int adc_data;
static struct clk *adc_clock;
;定义ADC 相关的寄存器
#define ADCCON (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCCON)) //ADC control
#define ADCTSC (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCTSC)) //ADC touch screen
control
#define ADCDLY (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDLY)) //ADC start or Interval
Delay
#define ADCDAT0 (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDAT0)) //ADC conversion
data 0
#define ADCDAT1 (*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDAT1)) //ADC conversion
data 1
#define ADCUPDN (*(volatile unsigned long *)(base_addr + 0x14)) //Stylus Up/Down interrupt status
#define PRESCALE_DIS (0 << 14)
#define PRESCALE_EN (1 << 14)
#define PRSCVL(x) ((x) << 6)
#define ADC_INPUT(x) ((x) << 3)
#define ADC_START (1 << 0)
#define ADC_ENDCVT (1 << 15)
;定义“开启AD 输入”宏，因为比较简单，故没有做成函数
#define START_ADC_AIN(ch, prescale) \
do{ \
     ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(prescale) | ADC_INPUT((ch)) ; \
     ADCCON |= ADC_START; \
}while(0)
;ADC 中断处理函数
static irqreturn_t adcdone_int_handler(int irq, void *dev_id)

{
    ;如果ADC 驱动拥有“A/D 转换器”资源，则从ADC 寄存器读取转换结果
    if (OwnADC) {
         adc_data = ADCDAT0 & 0x3ff;
         ev_adc = 1;
         wake_up_interruptible(&adcdev.wait);
    }
    return IRQ_HANDLED;
}
;ADC 读函数，一般对应于用户层/应用层的设备读函数(read)
static ssize_t s3c2410_adc_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
    char str[20];
    int value;
    size_t len;
    ;判断“A/D 转换器”资源是否可用
   if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0) {
         OwnADC = 1; //标记“A/D 转换器”资源状态为可用
         START_ADC_AIN(adcdev.channel, adcdev.prescale); //开始转换
          wait_event_interruptible(adcdev.wait, ev_adc); //通过终端的方式等待转换结果
         ev_adc = 0;
         DPRINTK("AIN[%d] = 0x%04x, %d\n", adcdev.channel, adc_data, ADCCON & 0x80 ? 1:0);
        ;把转换结果赋予value，以便传递到用户层/应用层
        value = adc_data;
        ;释放“A/D 转换器”资源
        OwnADC = 0;
        up(&ADC_LOCK);
 } else {
       ;没有“A/D 转换器”资源，赋值为“-1”
       value = -1;
}

len = sprintf(str, "%d\n", value);
if (count >= len) {
      ;把转换结果传递到用户层/应用层
      int r = copy_to_user(buffer, str, len);
      return r ? r : len;
} else {
     return -EINVAL;
     }
}
;打开ADC 设备的函数，一般对应于用户态程序的open
static int s3c2410_adc_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
     ;初始化中断队列
     init_waitqueue_head(&(adcdev.wait));
     ;缺省通道为“0”
     adcdev.channel=0;
     adcdev.prescale=0xff;
     DPRINTK( "adc opened\n");
     return 0;
}
static int s3c2410_adc_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
     DPRINTK( "adc closed\n");
     return 0;
}
static struct file_operations dev_fops = {
     owner: THIS_MODULE,
      open: s3c2410_adc_open,
     read:s3c2410_adc_read,
    release: s3c2410_adc_release,
};

static struct miscdevice misc = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .name = DEVICE_NAME,
    .fops = &dev_fops,
};
static int __init dev_init(void)
{
     int ret;
     base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
     if (base_addr == NULL) {
          printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n");
          return -ENOMEM;
     }
    adc_clock = clk_get(NULL, "adc");
    if (!adc_clock) {
         printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n");
         return -ENOENT;
     }
    clk_enable(adc_clock);
    /* normal ADC */
    ADCTSC = 0;
   ;注册中断
    ret = request_irq(IRQ_ADC, adcdone_int_handler, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, &adcdev);
    if (ret) {
         iounmap(base_addr);
         return ret;
    }
    ;注册设备
    ret = misc_register(&misc);
    printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");
    return ret;
}

static void __exit dev_exit(void)
{
    ;释放中断
    free_irq(IRQ_ADC, &adcdev);
    iounmap(base_addr);
    if (adc_clock) {
         clk_disable(adc_clock);
         clk_put(adc_clock);
        adc_clock = NULL;
     }
    misc_deregister(&misc);
}
;导出信号量“ADC_LOCK”，以便触摸屏驱动使用
EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);
module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

 

 

上面的驱动程序中还包含了一个简单的头文件“s3c24xx-adc.h”，它也在drivers/char目录下，内容为：
#ifndef _S3C2410_ADC_H_
#define _S3C2410_ADC_H_
#define ADC_WRITE(ch, prescale) ((ch)<<16|(prescale))
#define ADC_WRITE_GETCH(data) (((data)>>16)&0x7)
#define ADC_WRITE_GETPRE(data) ((data)&0xff)
#endif /* _S3C2410_ADC_H_ */

上面的驱动程序中还包含了一个简单的头文件“s3c24xx-adc.h”，它也在drivers/char目录下，内容为：
#ifndef _S3C2410_ADC_H_
#define _S3C2410_ADC_H_
#define ADC_WRITE(ch, prescale) ((ch)<<16|(prescale))
#define ADC_WRITE_GETCH(data) (((data)>>16)&0x7)
#define ADC_WRITE_GETPRE(data) ((data)&0xff)
#endif /* _S3C2410_ADC_H_ */

然后打开drivers/char/Makefile 文件，在大概114 行加入ADC 驱动程序目标模块：
obj-$(CONFIG_JS_RTC) += js-rtc.o
js-rtc-y = rtc.o
obj-$(CONFIG_MINI2440_ADC) += mini2440_adc.o

# Files generated that shall be removed upon make clean
clean-files := consolemap_deftbl.c defkeymap.c
再打开drivers/char/Kconfig 文件，加入ADC 驱动配置选项：
config DEVKMEM
      bool "/dev/kmem virtual device support"
      default y
      help
      Say Y here if you want to support the /dev/kmem device. The
      /dev/kmem device is rarely used, but can be used for certain
      kind of kernel debugging operations.
      When in doubt, say "N".
config MINI2440_ADC
      bool "ADC driver for FriendlyARM Mini2440 development boards"
      depends on MACH_MINI2440
      default y if MACH_MINI2440
      help
      this is ADC driver for FriendlyARM Mini2440 development boards
      Notes: the touch-screen-driver required this option
config BFIN_JTAG_COMM
     tristate "Blackfin JTAG Communication"
     depends on BLACKFIN
     help
这样，我们就在内核中添加了ADC 驱动，现在内核源代码目录的命令行执行：make menuconfig，依次选择如下子菜单项，找到刚刚添加的ADC 驱动配置选项：
Device Drivers --->
   Character devices --->
按空格键选中ADC 配置选项,然后退出保存所选配置,在命令行执行：make zImage ，将会生成arch/arm/boot/zImage，使用supervivi 的“k”命令把它烧写到开发板。

3 ADC 测试程序
我们在这里使用友善之臂自带的文件系统，里面有一个adc-test 命令，它的源代码如下：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fs.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main(void)
{

      fprintf(stderr, "press Ctrl-C to stop\n");
      int fd = open("/dev/adc", 0);
      if (fd < 0) {
           perror("open ADC device:");
           return 1;
       }
     for(;;) {
           char buffer[30];
           int len = read(fd, buffer, sizeof buffer -1);
           if (len > 0) {
                   buffer[len] = '\0';
                   int value = -1;
                   sscanf(buffer, "%d", &value);
                   printf("ADC Value: %d\n", value);
            } else {
                   perror("read ADC device:");
                   return 1;
               }
        usleep(500* 1000);
          }
         close(fd);
}
“adc-test”测试程序已经集成到我们的文件系统中，因此在开发板的命令行终端输入：adc-test，旋转开发板上的W1 可调电阻，可以看到ADC 转换的结果也在变动，实测截图如下图所示：