基于NanoPi2的Linux3.4内核GPIO驱动

硬件环境

开发板：nanopi2 (cpu:A9 s5p4418 )

软件环境

内核版本: linux3.4.39
交叉编译器:arm-linux-gcc version 4.9.3 (ctng-1.21.0-229g-FA) 64位系统版本

Linux3.4内核GPIO驱动说明

Kernel 2.6.32版本以上提供了gpio口管理的库文件/kernel/drivers/gpio/gpiolib.c。

相关的接口：1.int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)申请一个pin脚作为gpio口，命名为 * label,如果经过判断空闲的 申请成功了做一些初始的bit位设置。2.void gpio_free(unsigned gpio)释放这个gpio口3.int gpio_direction_input(unsigned gpio)设置gpio口为输入模式4.int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)设置gpio口为输出模式 value为初始值 0为高电平/1为低电平5.void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)设置gpio口的值6.int __gpio_get_value(unsigned gpio)获取gpio口的值

底层芯片具体实现

在drivers/gpio下实现了通用的基于gpiolib的GPIO驱动，其中定义了一个通用的用于描述底层GPIO控制器的gpio_chip结构体，并要求具体的SoC实现gpio_chip结构体的成员函数，最后透过gpiochip_add()注册gpio_chip。

驱动程序源码

#include <linux/module.h>#include <linux/gpio.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/moduleparam.h>#include <linux/init.h>#include <linux/hrtimer.h>#include <linux/ktime.h>#include <linux/device.h>#include <linux/kdev_t.h>#include <linux/interrupt.h> #include <linux/sched.h>#include <linux/miscdevice.h>#include <mach/platform.h>#include <mach/devices.h>#define DEVICE_NAME "4418_relay"//nanopi2 4418unsigned int J1_GPIO = PAD_GPIO_C + 11;//模块GPIO脚unsigned int J2_GPIO = PAD_GPIO_C + 12;//模块GPIO脚#define J1_OFF 0x00#define J1_ON  0x01#define J2_OFF 0x10#define J2_ON  0x11char drv_buf[2];static int update_relay(void){    switch(drv_buf[0]) {    case J1_ON:        gpio_set_value(J1_GPIO, 0);  //输出低电平        return 0;    case J1_OFF:        gpio_set_value(J1_GPIO, 1);  //输出高电平        return 0;    case J2_ON:        gpio_set_value(J2_GPIO, 0);  //输出低电平        return 0;    case J2_OFF:        gpio_set_value(J2_GPIO, 1);  //输出高电平        return 0;    default:        return -EINVAL;    }}static int relay_write(struct file *file, const char * buffer, size_t count, loff_t * ppos){    unsigned long err;              err = copy_from_user(drv_buf, buffer, 1);    update_relay();    return 1;}static struct file_operations dev_fops={    write:relay_write,};static struct miscdevice misc = {    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,    .name = DEVICE_NAME,    .fops = &dev_fops,};static int __init my_relay_init(void){    int ret;    gpio_direction_output(J1_GPIO, 1);//设置输出    gpio_direction_output(J2_GPIO, 1);//设置输出    ret = misc_register(&misc);    printk (DEVICE_NAME"\t#NanoPi2 J1 J2 initialized\n");     return ret; }static void __exit my_relay_exit(void){    misc_deregister(&misc);}module_init(my_relay_init);module_exit(my_relay_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("TONY");MODULE_DESCRIPTION("91arm.com Relay Driver");

修改内核配置菜单，增加当前驱动配置。

内核配置参考文档

内核模块编译

make CROSS_COMPILE=arm-linux- modules

内核模块不能加载问题

insmod 加载出现如下问题

root@nanopi2:/home/fa# insmod 4418_relay.ko insmod: ERROR: could not insert module 4418_relay.ko: Invalid module format

查看错误信息，version magic驱动程序同开发板内核不匹配。

root@nanopi2:/home/fa# dmesg |tail[ 2589.164000] 4418_relay: version magic '3.4.39-s5p4418 SMP preempt mod_unload ARMv7 p2v8 ' should be '3.4.39-FriendlyARM SMP preempt mod_unload ARMv7 p2v8 '

修改内核版本信息，-s5p4418改成内核的FriendlyARM。

测试程序源码

#include     <stdio.h>    #include     <stdlib.h>     #include     <unistd.h>     #include     <sys/types.h>  #include     <sys/stat.h>   #include     <fcntl.h>      #include     <errno.h> #define DEV_FILE "/dev/4418_relay"#define J1_OFF  0x00#define J1_ON   0x01#define J2_OFF  0x10#define J2_ON   0x11int main(){    int fd_dev=-1;    char dat[2];    int cmd;    printf("nanoPi driver Test\n");    fd_dev = open(DEV_FILE,O_RDWR);    if(fd_dev<0){        printf("open device err\n");        return 0;    }    while(1){        printf("1:J1 OFF 2:J1 ON 3:J2 OFF 4:J2 ON\n");        printf("Please input:");         scanf("%d",&cmd);        switch(cmd){            case 1:                     dat[0] = J1_OFF;                break;            case 2:                dat[0] = J1_ON;                break;            case 3:                dat[0] = J2_OFF;                break;            case 4:                dat[0] = J2_ON;                break;            default:                break;        }        write(fd_dev,dat,1);    }    return 0;}