《原子Linux驱动开发》基础阅读2：Linux LED驱动开发
<article data-content="[{"type":"block","id":"3060-1621846615933","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":28}},"nodes":[{"type":"text","id":"p5PQ-1621846617594","leaves":[{"text":"了解完字符设备驱动开发的一般流程与基本介绍，下面我们进行具体的一个字符设备驱动开发。","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"npbu-1709988175956","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":28}},"nodes":[{"type":"text","id":"oCEe-1709988175941","leaves":[{"text":"和咱们进行裸机开发，或者是基于arm内核的stm32开发一样，咱们在进行开发都是先易后难，例如咱们进行LED的操作，在stm32中实际上就是对寄存器的初始化后进行具体的寄存器的操作，来实现LED的亮与灭，基于linux的LED驱动编写要符合linux的驱动框架。","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"NsKj-1709989695358","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":28}},"nodes":[{"type":"text","id":"j3vN-1709989695356","leaves":[{"text":"ATK-CLMP135B中对应的LED控制口为PI3：","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"Q7k2-1709989693830","name":"image","data":{"version":1,"url":"https://note.youdao.com/yws/res/0/WEBRESOURCEbaf3e4986f6d4a3b4ccb25091eb836b0","width":253,"height":41},"nodes":[],"state":{"loading":false,"renderSource":"https://note.youdao.com/yws/res/0/WEBRESOURCEbaf3e4986f6d4a3b4ccb25091eb836b0","initialSize":{"width":253,"height":41}}},{"type":"block","id":"aLOA-1709988271310","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":28}},"nodes":[{"type":"text","id":"Oh9S-1709988271306","leaves":[{"text":"咱们在进行裸机开发时或者stm32的控制时，一般不会太重点注意到物理空间的位置，而这个时候我们在进行linux开发时就要注意一个问题了。地址的映射，我们要首先了解一下内存管理单元mmu完成的主要功能，一个就是虚拟空间和物理空间的映射那也就是驱动完成的具体功能，用户层不需要考虑设备的具体物理地址，但是设备的具体地址确是对外设的直接操作的，实现的用户层与物理层的映射，第二个功能就是内存保护，设置存储器的访问权限、设置虚拟存储空间的缓冲特性。","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"qMeI-1709988394665","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":28}},"nodes":[{"type":"text","id":"wPRj-1709988394662","leaves":[{"text":"地址映射，由于其范围的局限性，一般会存在虚拟地址多对一物理地址的情况，虚拟地址比物理地址范围大的问题由处理器自行处理，内核启动的时候会初始化内存管理单元，设置好内存映射，以后的CPU访问的都是虚拟地址。这个时候我们可以通过ioremap函数获取指定物理地址空间对应的虚拟地址，应用层实际操作的也是通过对虚拟地址空间的操作，我们在卸载驱动的时候也需要使用iounmap函数释放掉前期所做的映射。","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"Iowp-1709988510777","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":28}},"nodes":[{"type":"text","id":"ugov-1709988510774","leaves":[{"text":"LED的驱动实际上就是IO口的高低电平的控制，在这里IO的输入输出并不是我们学习单片机时候讲的gpio引脚。这里涉及两个概念，IO端口和IO内存。外部寄存器或内存映射到IO空间时称为端口，寄存器或内存映射到内存空间时称之为内存。通过ioremap函数将寄存器的物理地址映射到虚拟地址以后，就可以直接通过指针访问这些地址，Linux内核建议使用操作函数对映射后的内存进行读写操作。","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"X4KE-1709989790863","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":0}},"nodes":[{"type":"text","id":"n9ba-1709989790862","leaves":[{"text":"接下来进行LED程序的编写：","marks":[]}]}],"state":{}},{"type":"block","id":"SK6n-1709989958324","name":"paragraph","data":{"style":{"textIndent":0}},"nodes":[{"type":"text","id":"g97D-1709989958323","leaves":[{"text":"头文件:","marks":[]}]}],"state":{}}]"><p> 了解完字符设备驱动开发的一般流程与基本介绍，下面我们进行具体的一个字符设备驱动开发。</p>
<p> 和咱们进行裸机开发，或者是基于arm内核的stm32开发一样，咱们在进行开发都是先易后难，例如咱们进行LED的操作，在stm32中实际上就是对寄存器的初始化后进行具体的寄存器的操作，来实现LED的亮与灭，基于linux的LED驱动编写要符合linux的驱动框架。</p>
<p>ATK-CLMP135B中对应的LED控制口为PI3：</p>
<p style="text-align: center;"> </p>
<p> 咱们在进行裸机开发时或者stm32的控制时，一般不会太重点注意到物理空间的位置，而这个时候我们在进行linux开发时就要注意一个问题了。地址的映射，我们要首先了解一下内存管理单元mmu完成的主要功能，一个就是虚拟空间和物理空间的映射那也就是驱动完成的具体功能，用户层不需要考虑设备的具体物理地址，但是设备的具体地址确是对外设的直接操作的，实现的用户层与物理层的映射，第二个功能就是内存保护，设置存储器的访问权限、设置虚拟存储空间的缓冲特性。</p>
<p> 地址映射，由于其范围的局限性，一般会存在虚拟地址多对一物理地址的情况，虚拟地址比物理地址范围大的问题由处理器自行处理，内核启动的时候会初始化内存管理单元，设置好内存映射，以后的CPU访问的都是虚拟地址。这个时候我们可以通过ioremap函数获取指定物理地址空间对应的虚拟地址，应用层实际操作的也是通过对虚拟地址空间的操作，我们在卸载驱动的时候也需要使用iounmap函数释放掉前期所做的映射。</p>
<p> LED的驱动实际上就是IO口的高低电平的控制，在这里IO的输入输出并不是我们学习单片机时候讲的gpio引脚。这里涉及两个概念，IO端口和IO内存。外部寄存器或内存映射到IO空间时称为端口，寄存器或内存映射到内存空间时称之为内存。通过ioremap函数将寄存器的物理地址映射到虚拟地址以后，就可以直接通过指针访问这些地址，Linux内核建议使用操作函数对映射后的内存进行读写操作。</p>
<p> 接下来进行LED程序的编写：</p>
<p>头文件:</p>
<pre>
<code class="language-cs">#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h></code></pre>
<p>宏定义</p>
<pre>
<code class="language-cs">#define LED_MAJOR 200 /* 主设备号 */
#define LED_NAME "led" /* 设备名字 */
#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 */
/* 寄存器物理地址 */
#define PERIPH_BASE (0x40000000)
#define MPU_AHB4_PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000000)
#define RCC_BASE (MPU_AHB4_PERIPH_BASE + 0x0000)
#define RCC_MP_AHB4ENSETR (RCC_BASE + 0XA28)
#define GPIOI_BASE (MPU_AHB4_PERIPH_BASE + 0xA000)
#define GPIOI_MODER (GPIOI_BASE + 0x0000)
#define GPIOI_OTYPER (GPIOI_BASE + 0x0004)
#define GPIOI_OSPEEDR (GPIOI_BASE + 0x0008)
#define GPIOI_PUPDR (GPIOI_BASE + 0x000C)
#define GPIOI_BSRR (GPIOI_BASE + 0x0018)
/* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */
static void __iomem *MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI;
static void __iomem *GPIOI_MODER_PI;
static void __iomem *GPIOI_OTYPER_PI;
static void __iomem *GPIOI_OSPEEDR_PI;
static void __iomem *GPIOI_PUPDR_PI;
static void __iomem *GPIOI_BSRR_PI;</code></pre>
<p>函数</p>
<pre>
<code class="language-cs">void led_switch(u8 sta)
{
u32 val = 0;
if(sta == LEDON) {
val = readl(GPIOI_BSRR_PI);
val |= (1 << 19);
writel(val, GPIOI_BSRR_PI);
}else if(sta == LEDOFF) {
val = readl(GPIOI_BSRR_PI);
val|= (1 << 3);
writel(val, GPIOI_BSRR_PI);
}
}
void led_unmap(void)
{
/* 取消映射 */
iounmap(MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);
iounmap(GPIOI_MODER_PI);
iounmap(GPIOI_OTYPER_PI);
iounmap(GPIOI_OSPEEDR_PI);
iounmap(GPIOI_PUPDR_PI);
iounmap(GPIOI_BSRR_PI);
}
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
return 0;
}
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
int retvalue;
unsigned char databuf;
unsigned char ledstat;
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
if(retvalue < 0) {
printk("kernel write failed!\r\n");
return -EFAULT;
}
ledstat = databuf; /* 获取状态值 */
if(ledstat == LEDON) {
led_switch(LEDON); /* 打开LED灯 */
} else if(ledstat == LEDOFF) {
led_switch(LEDOFF); /* 关闭LED灯 */
}
return 0;
}
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.read = led_read,
.write = led_write,
.release = led_release,
};
static int __init led_init(void)
{
int retvalue = 0;
u32 val = 0;
/* 初始化LED */
/* 1、寄存器地址映射 */
MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI = ioremap(RCC_MP_AHB4ENSETR, 4);
GPIOI_MODER_PI = ioremap(GPIOI_MODER, 4);
GPIOI_OTYPER_PI = ioremap(GPIOI_OTYPER, 4);
GPIOI_OSPEEDR_PI = ioremap(GPIOI_OSPEEDR, 4);
GPIOI_PUPDR_PI = ioremap(GPIOI_PUPDR, 4);
GPIOI_BSRR_PI = ioremap(GPIOI_BSRR, 4);
/* 2、使能PI时钟 */
val = readl(MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);
val &= ~(0X1 << 8); /* 清除以前的设置 */
val |= (0X1 << 8); /* 设置新值 */
writel(val, MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);
/* 3、设置PI3通用的输出模式。*/
val = readl(GPIOI_MODER_PI);
val &= ~(0X3 << 3); /* bit0:1清零 */
val |= (0X1 << 3); /* bit0:1设置01 */
writel(val, GPIOI_MODER_PI);
/* 3、设置PI3为推挽模式。*/
val = readl(GPIOI_OTYPER_PI);
val &= ~(0X1 << 3); /* bit0清零，设置为上拉*/
writel(val, GPIOI_OTYPER_PI);
/* 4、设置PI3为高速。*/
val = readl(GPIOI_OSPEEDR_PI);
val &= ~(0X3 << 3); /* bit0:1 清零 */
val |= (0x2 << 3); /* bit0:1 设置为10*/
writel(val, GPIOI_OSPEEDR_PI);
/* 5、设置PI3为上拉。*/
val = readl(GPIOI_PUPDR_PI);
val &= ~(0X3 << 3); /* bit0:1 清零*/
val |= (0x1 << 3); /*bit0:1 设置为01*/
writel(val,GPIOI_PUPDR_PI);
/* 6、默认关闭LED */
val = readl(GPIOI_BSRR_PI);
val |= (0x1 << 3);
writel(val, GPIOI_BSRR_PI);
/* 6、注册字符设备驱动 */
retvalue = register_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME, &led_fops);
if(retvalue < 0) {
printk("register chrdev failed!\r\n");
goto fail_map;
}
return 0;
fail_map:
led_unmap();
return -EIO;
}
static void __exit led_exit(void)
{
/* 取消映射 */
led_unmap();
/* 注销字符设备驱动 */
unregister_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ALIENTEK");
MODULE_INFO(intree, "Y");</code></pre>
<p> 是不是和裸机开发驱动很相似，主要的功能就是LED的初始化，LED的操作，设备的注册与注销，设备的打开和释放等等，主要的区别就是linux驱动开发要在其开发框架下进行。</p>
</article>
<p>感谢分享，谢谢！</p>
<p>楼主这书感觉怎么样？详细介绍一下吧。</p>
<p>比如针对哪些板子，linux版本号，例子有哪些。</p>
<p> </p>
damiaa 发表于 2024-3-10 10:36
楼主这书感觉怎么样？详细介绍一下吧。
比如针对哪些板子，linux版本号，例子有哪些。
<p>正点原子的例程资料还是相当全的，这个书里面用的I.MX6U的板子，不过我这边只有STM32MP135的</p>
damiaa 发表于 2024-3-10 10:36
楼主这书感觉怎么样？详细介绍一下吧。
比如针对哪些板子，linux版本号，例子有哪些。
<p>书里面的例子非常多，书也是相当的厚，估计规定时间内也就对基础知识了解一遍就不错了，后续实际应用的时候再一个一个试验</p>
秦天qintian0303 发表于 2024-3-10 10:43
书里面的例子非常多，书也是相当的厚，估计规定时间内也就对基础知识了解一遍就不错了，后续实际应用的时 ...
<p>要是st家就好点。这些每家的还是有一些不一样。</p>
damiaa 发表于 2024-3-10 10:46
要是st家就好点。这些每家的还是有一些不一样。
<p>确实每家都不同，我本来计划一边实践一边学的，结构发现太难了，想要两个月彻底掌握也没可能，所以还是先了解基础，慢慢推进了</p>
<p>感谢楼主推荐的这本书籍信息，希望楼主能提供一下这本书的全面简介，</p>
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