Linux驱动入门 —— 利用寄存器操作GPIO进行LED点灯-1
https://developer.aliyun.com/article/1507975
写 GPIO
翻译一下：
- 设置 CCM_CCGRx 寄存器中某位使能对应的 GPIO 模块 // 默认是使能 的，上图省略了
- 设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO
- 设置 GPIOx_GDIR 中某位为 1，把该引脚设置为输出功能
- 写 GPIOx_DR 某位的值
需要注意的是，你可以设置该引脚的 loopback 功能，这样就可以从 GPIOx_PSR 中读到引脚的有实电平；你从 GPIOx_DR 中读回的只是上次设置的 值，它并不能反应引脚的真实电平，比如可能因为硬件故障导致该引脚跟地短路了，你通过设置 GPIOx_DR 让它输出高电平并不会起效果
LED 点灯驱动程序
字符设备驱动程序框架
字符设备驱动程序的框架如下：
编写驱动程序的步骤：
- 确定主设备号，也可以让内核分配
- 定义自己的 file_operations 结构体
- 实现对应的 drv_open/drv read/drv write 等函数，填入 file operations 结构体
- 把 file_operations 结构体告诉内核: register_chrdev
- 谁来注册驱动程序啊? 得有一个入口函数:安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数
- 有入口函数就应该有出口函数: 卸载驱动程序时，出口函数调用unregister_chrdev
- 其他完善:提供设备信息，自动创建设备节点: class_create,device_create
驱动怎么操作硬件？
- 通过 ioremap 映射寄存器的物理地址得到虚拟地址，读写虚拟地址。
驱动怎么和 APP 传输数据？
通过 copy_to_user、copy_from_user 这 2 个函数。
先编写驱动程序代码：
- 实现 led_open 函数，在里面初始化 LED 引脚。
- 实现 led_write 函数，在里面根据 APP 传来的值控制 LED。
#include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/init.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/poll.h> #include <linux/mutex.h> #include <linux/wait.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/device.h> #include <asm/io.h> static int major; static struct class *led_class; /* registers */ // IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 地址：0x02290000 + 0x14 static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3; // GPIO5_GDIR 地址：0x020AC004 static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR; //GPIO5_DR 地址：0x020AC000 static volatile unsigned int *GPIO5_DR; static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { char val; int ret; /* copy_from_user : get data from app */ ret = copy_from_user(&val, buf, 1); /* to set gpio register: out 1/0 */ if (val) { /* set gpio to let led on */ *GPIO5_DR &= ~(1<<3); } else { /* set gpio to let led off */ *GPIO5_DR |= (1<<3); } return 1; } static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp) { /* enable gpio5 * configure gpio5_io3 as gpio * configure gpio5_io3 as output */ *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 &= ~0xf; *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 |= 0x5; *GPIO5_GDIR |= (1<<3); return 0; } static struct file_operations led_fops = { .owner = THIS_MODULE, .write = led_write, .open = led_open, }; /* 入口函数 */ static int __init led_init(void) { printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); major = register_chrdev(0, "zgl_led", &led_fops); /* ioremap */ // IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 地址：0x02290000 + 0x14 IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = ioremap(0x02290000 + 0x14, 4); // GPIO5_GDIR 地址：0x020AC004 GPIO5_GDIR = ioremap(0x020AC004, 4); //GPIO5_DR 地址：0x020AC000 GPIO5_DR = ioremap(0x020AC000, 4); led_class = class_create(THIS_MODULE, "myled"); device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "myled"); /* /dev/myled */ return 0; } static void __exit led_exit(void) { iounmap(IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3); iounmap(GPIO5_GDIR); iounmap(GPIO5_DR); device_destroy(led_class, MKDEV(major, 0)); class_destroy(led_class); unregister_chrdev(major, "zgl_led"); } module_init(led_init); module_exit(led_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
再编写测试程序代码：
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> // ledtest /dev/myled on // ledtest /dev/myled off int main(int argc, char **argv) { int fd; char status = 0; if (argc != 3) { printf("Usage: %s <dev> <on|off>\n", argv[0]); printf(" eg: %s /dev/myled on\n", argv[0]); printf(" eg: %s /dev/myled off\n", argv[0]); return -1; } // open fd = open(argv[1], O_RDWR); if (fd < 0) { printf("can not open %s\n", argv[0]); return -1; } // write if (strcmp(argv[2], "on") == 0) { status = 1; } write(fd, &status, 1); return 0; }
Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR # 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量: # 2.1 ARCH, 比如: export ARCH=arm64 # 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- # 2.3 PATH, 比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin # 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同, # 请参考各开发板的高级用户使用手册 KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88 all: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules $(CROSS_COMPILE)gcc -o ledtest ledtest.c clean: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean rm -rf modules.order rm -f ledtest obj-m += led_drv.o
上机实验
执行 make 命令编译驱动程序和测试程序
启动单板后，可以通过 NFS 挂载 Ubuntu 的某个目录，访问该目录中的程序。
具体挂载步骤可以看我之前写过的文章 开发板挂载 Ubuntu 的 NFS 目录-CSDN博客
打开内核打印：echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk
insmod led_drv.ko // 装载驱动
ls /dev/myled // 驱动程序会生成设备节点
cat /proc/devices，查看当前已经被使用掉的设备号
驱动名字与我们在驱动层使用register_chrdev（）函数的第二个参数有关 
./ledtest /dev/myled on // 成功点灯
如果驱动使用完了，不要用了
可用 rmmod led_drv.ko 指令卸载驱动
