BeagleBone Black Linux3.8内核驱动程序开发笔记——LED驱动程序

jameswang

最近这段时间在玩beaglebone-black，参照《LINUX设备驱动程序》想用来练习Linux下的驱动程序编写，于是把我最近这一个多月的学习做下笔记。我也是新手，本文仅贡交流之用，有写的不好的地方，还望各位高手指正，不吝赐教！
本文参照了：
《Linux下AM335X的GPIO控制》
《Linux下TI omap芯片 MUX 配置分析（以AM335X芯片为例）》
《BeagleBone Black Linux驱动程序开发入门（1）： LED驱动程序》
《Linux下bb-black的GPIO驱动程序》
还有其他的一些博文，对我的帮助也很大，在这就不在这一一列举了！
本文利用embest的交叉编译工具（arm-none-linux-gnueabi-2010.09-50）、3.8内核源码以及镜像images_svn2541（BBB-eMMC-flasher-2013.09.04）进行介绍
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环境搭建：
1、下载交叉编译工具
arm-2010.09-50-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2
2、安装交叉编译工具
（P.S.强烈建议使用root权限进行下列操作，$ sudo -s 切换到root权限下）
①解压源文件
先进入arm-2010.09-50-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2所在的目录，默认是安装在/usr/local目录下的，所以解压源文件到/usr/local目录下。

1. $ tar -vxjf arm-2010.09-50-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2 -C /usr/local

复制代码

执行以上命令后，arm-none-linux-gnueabi-gcc安装包会被解压到/usr/local目录下的一个arm-2010.09目录中。arm-2010.09目录是在解压时自动创建的。
②设置环境变量
解压完成后，可以进入arm-2010.09目录下查看一下目录结构。其中，在/usr/local/arm-2010.09/bin/目录下存放的是交叉编译工具的各命令。为了使系统能够找到交叉编译工具的各命令，可以将/usr/local/arm-2010.09/bin/目录增加到PATH变量中。步骤如下：
打开/etc/bash.bashrc脚本

1. $ gedit /etc/bash.bashrc

复制代码

在文件的末尾最后添加一行，来增加一个环境变量。

1. export PATH=$PATH:/usr/local/arm-2010.09/bin/

复制代码

保存退出。
尽管增加了交叉编译工具的路径，并且保存了/etc/bash.bashrc脚本，但是，由于修改后，没有执行，因此修改后的PATH变量没有起作用，必须手动执行一次/etc/bash.bashrc脚本。

1. $ source /etc/bash.bashrc

复制代码

当然，也可以重启系统，因为，系统启动时，会自动执行该脚本。
验证，打开一个新终端执行：

1. $ echo $PATH

复制代码

如果有”/usr/local/arm-2010.09/bin/”则说明添加成功。
注：64位操作系统需要执行以下命令来安装所需的库文件以运行32位交叉编译工具链：
$ sudo apt-get install ia32-libs
③验证
在终端中执行：

1. $ arm-none-linux-gnueabi-gcc --version

复制代码

如果显示出来交叉编译器的版本号出来则安装成功
3、更新Beaglebone Black的版本
（P.S.强烈建议按照《BeagleBone Black用户手册》操作进行更新）
①准备：映像文件（BBB-eMMC-flasher-2013.09.04.img.xz）、7z压缩工具、SD卡烧写工具、4G以上的SD卡。
②使用7-zip压缩工具解压刚才下载的映像文件；
③用一个MicroSD卡套或者USB读卡器将一张MicroSD卡连接到PC；
④使用刚才安装的Win32 Disk ImagerDisk Imager工具将解压后映像文件写入MicroSD卡；
⑤将MicroSD卡插入BeagleBone Black的卡槽中，然后按住uSD BOOT按钮并使用USB线缆接通电源；
⑥当4个User LED同时持续亮起，表示已成功完系统更新（需耗45分钟左右）。请断开电源并取出MicroSD卡，然后再次接通电源即可。
4、编译内核
（P.S.强烈建议按照《BeagleBone Black用户手册》操作进行更新）
准备：Linux3.8内核源码bb-black-kernel-3.8.tar.bz2
先自行解压，之后执行以下命令来编译内核；

1. $ cd ~/kernel/kernel

复制代码

注意：如果编译内核过程中出现/bin/sh: lzop：command not found的错误，在Ubuntu系统下，使用命令$ sudo apt-get install lzop 安装lzop包。
驱动编译：
1、内核空间
驱动程序gpioCtl.c：

1. #include <linux/module.h>

复制代码

我的驱动程序文件名是gpioCtl.c，如果各位想直接使用这一驱动的话，请使用这个文件名，不要修改。还有就是其中对于GPIO操作的一些函数，例如”gpio_requset()”,”gpio_free()”,”gpio_set_value()”，如果有不理解的可以参照：http://blog.csdn.net/beyondioi/article/details/6984406，这篇博文详细讲解了omap系列产品用于操作GPIO的函数，其实看看源码应该能够明白这写函数的意思。
Makefile：

1. #Makefile for gpioCtl.c

复制代码

如果各位使用的交叉编译器和我的不一样的话，请修改CROSS_COMPILE（一样的话就免了），然后修改KERNELDIR成为自己内核的存储路径，至此所有有关驱动的程序就写完了，将上面的两短代码放在同一文件目录下，make（编译驱动之前，请先编译好内核），就会生成相应的驱动gpioCtl.ko
2、用户空间
应用程序app.c：

1. #include <stdio.h>

复制代码

执行”$ make app”交叉编译应用程序。此程序能实现user:led3闪烁效果以及读取gpio2-1的电平！
gpioCtl.sh：

1. #!/bin/sh

复制代码

我在上面的驱动程序编号申请采用动态分配方式，但是每次分配的主设备号都是241，所以shell中的设备号采用了241，如果各位动态分配的结果不是241，可能需要修改shell，cat /proc/devices 可以察看到分配到的设备号。
3、运行测试
现在将所有文件拷贝到板子上
可以用SSH拷贝，利用”$ scp 源文件 root@192.168.7.2:目标目录”命令进行拷贝
在beaglebone black终端上运行以下命令进行测试：

1. #为脚本增加执行权

复制代码

如果没有问题的话，现在就能看到 led 闪烁了！

feel-123

程序代码粘乱了。

brucehelen

格式太乱了，建议重新整理下

tfengo

这个看不懂啊