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文章介绍：
🎉本篇文章对Linux 驱动开发基础知识学习的相关知识进行分享！🥳🥳🥳
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一、LED 驱动程序编程_基于 IMX6ULL
1.字符设备驱动程序框架
编写驱动程序的套路：
（1）确定主设备号，也可以让内核分配
（2）定义自己的 **file_operations **结构体
（3）实现对应的** drv_open/drv_read/drv_write **等函数，填入 file_operations 结构体
（4）把** file_operations** 结构体告诉内核：**register_chrdev**
（5） 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。
（6）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**。
2.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**。
3.驱动怎么和 APP 传输数据？
通过** copy_to_user、copy_from_user** 这 2 个函数。
4.实现什么功能
（1）先编写驱动程序：
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。
（2）再编写测试程序。
二、编写代码：
1.驱动程序led_drv.c
#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, "100ask_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, "100ask_led");
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
第15行：系统主设备号
第28~49行：为应用程序write提供驱动程序
** ** 第35行：从应用程序APP得到数据，读取用户空间传进来的值
把用户空间的数据**buf**拷贝到**&val**内核空间，拷贝**1个**字节 第36~42行：根据数据去设置GPIO的寄存器去输出1/0 第38~48行：根据**val**判断是将GPIO配置高还是低
第51~63行：为应用程序open提供驱动程序
** ** 启动GPIO
** 配置gpio5 io3为gpio **
配置gpio5 io3为输出
第65~69行：定义一个file_operations结构体，里面每个成员是驱动程序的具体功能
第72~92行：入口函数
** ** 第74行：监测入口函数是否被执行
__FILE__：文件 __FUNCTION：__函数 __LINE__：第几行** ** 第76行：调用register_chrdev()来注册某个file_operations结构体，获得系统提供的主设备号
第79行：映射虚拟地址 第88~89行：系统为我们创建**/dev/myled**的设备节点 第88行：根据系统函数提供设备节点 第89行：在这个**led_class**下创建设备
第94~104行：**出口函数 **
第103行：卸载驱动程序 第100行：销毁掉创建的设备节点**/dev/myled**** ** 第101行：销毁掉创建的类
第106行：修饰入口函数
第107行：修饰出口函数
第108行：获取指定GPL协议
**以上为驱动程序的模板部分，下面我们对IMX6ull的硬件操作进行梳理 **
使能GPIO5：本身默认使能，所以我们可以忽视这部分的操作
第18~26行：设置GPIO5_3为GPIO：
IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 地址：0x02290000 + 0x14
第19~26行：定义变量操作寄存器：使用指针操作读写寄存器地址，物理地址，后面需要把物理地址映射成虚拟地址 第19行：第一个寄存器地址，GPIO5_3的地址 第22行：设置GPIO5_GDIR地址用于设置输入输出的方向 第26行：设置GPIO5_DR地址用于设置输入或输出电平
第79~86行：在入口函数里将物理地址映射为虚拟地址
第80行：用**ioremap**将**0x02290000 + 0x14**物理地址映射为**4**个字节虚拟地址 第83行：用**ioremap**将**0x020AC004**物理地址映射为**4**个字节虚拟地址 第86行：用**ioremap**将**0x020AC000**物理地址映射为**4**个字节虚拟地址
第96~98行：在出口函数里清除ioremap的虚拟地址
第53~60行：使用虚拟地址操作寄存器
第57行：清除掉最低的4位，防止其他驱动程序调用 第58行：设置为**101**，将引脚配置为GPIO 第60行：设置GPI05_3为1，设置为输出的方向
实现点灯操作：将GPI05_3输出低电平
第31行：设置GPI05_3为输出0， 实现点亮led
第46行：设置GPI05_3为输出1，实现关闭led
2.应用程序 ledtest.c
#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;
}
第15行：监测当前状态值，根据 on和off进行判断
第17~23行：当输入不正确时打印用法
第19行：具体用法 第20行：打开led的用法 第21行：关闭led的用法
第23行：打印文件
第26~30行：打开文件失败
第32~36行：打开成功，写入数据
3.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
第10行：编译时用到的Linux内核路径
第12~19行：编译测试程序
第21行：编译内核程序
三、上机实验
1.编译
编译程序，把代码上传代服务器后执行 make 命令。
2.挂载到开发板
在开发板上挂载 NFS
最后在开发板上加载驱动程序，执行测试程序，如下：
[root@100ask:~]# echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk // 打开内核的打印信息，有些
板子默认打开了
[ 1426.505931] /home/book/05_嵌入式Linux驱动开发基础知识/source/02_led_drv/00_led_drv_simple/imx6ull/led_drv.c led_init 75 //安装后打印的信息
[root@100ask:~]# insmod /mnt/led_drv.ko //安装驱动
[root@100ask:~]# lsmod //查询驱动
[root@100ask:~]# rmmod /mnt/led_drv.ko //卸载驱动
/mnt/ledtest /dev/myled on // 点灯
/mnt/ledtest /dev/myled off // 关灯
3.实验效果
点亮的是红灯旁边的黄色灯，照片可能看的效果不是很明显
执行**/mnt/ledtest /dev/myled on** 这里有一个黄色小灯会亮起来
执行**/mnt/ledtest /dev/myled off** 这里有一个黄色小灯会熄灭
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