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最近跟着韦东山老师的课程学习驱动基础知识,韦东山老师讲的非常好,大家想深入学习驱动知识的可以去看看韦东山老师的驱动教学视频。
参考芯片手册
有 5 组 GPIO(GPIO1~GPIO5),每组引脚最多有 32 个,但是可能实际上并有那么多。
1.2 CCM 用于设置是否向 GPIO 模块提供时钟
GPIOx 要用 CCM_CCGRy 寄存器中的 2 位来决定该组 GPIO 是否使能。
哪组 GPIO 用哪个 CCM_CCGR 寄存器来设置,请看上图红框部分。
CCM_CCGR 寄存器中某 2 位的取值含义如下:
GPIO2 时钟控制:
GPIO1、GPIO5 时钟控制:
GPIO3 时钟控制:
GPIO4 时钟控制:
IOMUXC:引脚的模式(Mode、功能)
对于某个/某组引脚,IOMUXC 中有 2 个寄存器用来设置它:
选择功能:
a) IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_ <PADNAME>:Mux pad xxx,选择 某个 pad 的功能
b) IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_<GROUP NAME>:Mux grp xxx,选 择某组引脚的功能 某个引脚,或是某组预设的引脚,都有 8 个可选的模式(alternate (ALT) MUX_MODE)。
比如:
设置上下拉电阻等参数:
a) IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_<PAD_NANE>:pad pad xxx,设置某个 pad 的参数
b) IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_<GROUP NAME>:pad grp xxx,设置某组引脚的参数
比如:
框图如下:
我们暂时只需要关心3个寄存器:
GPIOx_GDIR:设置引脚方向,每位对应一个引脚,1-output,0-input
GPIOx_DR:设置输出引脚的电平,每位对应一个引脚,1-高电平,0-低电平
GPIOx_PSR:读取引脚的电平,每位对应一个引脚,1-高电平,0-低电平
翻译一下:
翻译一下:
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
字符设备驱动程序的框架如下:
驱动怎么操作硬件?
驱动怎么和 APP 传输数据?
#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");
#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;
}
# 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
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-程序员宅基地
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
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