Linux下的点灯实验（寄存器）

1. 地址映射

裸机就是直接操作寄存器
Linux下也可以直接操作寄存器，但是不能直接对寄存器的物理地址进行操作，因为linux会使能MMU。
在使用时，必须找到物理地址的虚拟地址

#define ioremap(cookie,size) __arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE)
void __iomem * __arm_ioremap(phys_addr_t phys_addr, size_t size, unsigned int mtype) 
{ 
	return arch_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype,__builtin_return_address(0));
}

获得虚拟地址的函数，第一个参数是物理地址起始地址，第二个参数是大小，不仅可以地址转换，也可以内存块的地址转换。
比如ioremap(0x010100101, 10), 返回的是虚拟地址的起始地址
卸载地址的时候，使用iounmap函数。

2. 代码

led.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>

#define LED_MAJOR             200 //主设备号
#define LED_NAME              "led"

/* 寄存器的物理地址 */
#define CCM_CCGR1_BASE         (0X020C406C) 
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE (0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE (0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE          (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE        (0X0209C004)

/* 地址映射后的虚拟地址指针 */ //iomem是虚拟地址的类型
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;

#define LEDOFF      0   /* 关灯 */
#define LEDON       1   /* 开灯 */

/* LED灯打开或者关闭 */
static void led_switch(u8 sta)
{
    u32 val = 0;

    if(sta == LEDON){
        val = readl(GPIO1_DR);
        val &= ~(1 << 3); 
        writel(val, GPIO1_DR);
    } else if(sta == LEDOFF) {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val |= (1 << 3); 
        writel(val, GPIO1_DR);
    }
}

static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}

static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}

static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf,
                         size_t count, loff_t *ppos)
{
    int retValue;
    unsigned char dataBuf[1]; /* 1表示1位，开灯关灯 */

    retValue = copy_from_user(dataBuf, buf, count);
    if(retValue < 0){
        printk("kernel write failed! \r\n");
        return -EFAULT;
    }

    /* 判断开灯还是关灯 */
    led_switch(dataBuf[0]);

    return 0;
}

/* 字符设备操作集合 */
static const struct file_operations led_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = led_open,
    .release = led_release,
    .write = led_write,
};

/* 入口函数 */
static int __init led_init(void)
{
    int ret = 0;
    unsigned int val = 0;
    /* 初始化LED灯 */
    /* 1.地址映射 */
    IMX6U_CCM_CCGR1   = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);
    SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4);
    SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE, 4);
    GPIO1_DR          = ioremap(GPIO1_DR_BASE, 4);
    GPIO1_GDIR        = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE, 4);

    /* 2.初始化 */
    val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
    val &= ~(3 << 26);                  /* 先清楚以前的bit26  27 */
    val |= 3 << 26;                     /* 26 27 置1 */
    writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);

    /* 3、设置 GPIO1_IO03 的复用功能，将其复用为
    * GPIO1_IO03，最后设置 IO 属性。
    */
    writel(0x5, SW_MUX_GPIO1_IO03);     /* 设置复用 */
    writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);  /* 设置电气属性 */

    /* 4、设置 GPIO1_IO03 为输出功能 */
    val = readl(GPIO1_GDIR);
    val &= ~(1 << 3);                  
    val |= 1 << 3;                    
    writel(val, GPIO1_GDIR);

    /* 5、默认开启 LED */
    val = readl(GPIO1_DR);
    val &= ~(1 << 3); 
    writel(val, GPIO1_DR);

    /* 6.注册设备驱动 */
    ret = register_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME, &led_fops);
    if(ret < 0)
    {
        printk("register chrdev failed! \r\n");
        return -EIO; //ERROR IO的意思，负数是一般错误都是负数
    }
    printk("led module init \r\n");
    return 0;
}

/* 出口函数 */
static void __exit led_exit(void)
{
    /* 卸载之前记得关灯 */
    unsigned int val = 0;
    val = readl(GPIO1_DR);
    val |= (1 << 3); 
    writel(val, GPIO1_DR);

    /* 卸载虚拟地址 */
    iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
    iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
    iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
    iounmap(GPIO1_DR);
    iounmap(GPIO1_GDIR);

    unregister_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME);
    printk("led module exit \r\n");
}
/* 注册驱动的加载和卸载 */
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Shao Zheming");

ledApp.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

/* 
 * argc: 应用程序参数个数
 * argv[]: 参数是什么，具体的参数，说明参数是字符串的形式
 * .chrdevbaseApp <filename> <0:1> 0表示关灯，1表示开灯
 * .chrdevbaseApp /dev/led 0 关灯
 * .chrdevbaseApp /dev/led 1 开灯
 * */

#define LEDOFF      0   /* 关灯 */
#define LEDON       1   /* 开灯 */

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc != 3)
    {
        printf("Error Usage!\r\n");
        return -1;
    }
    
    char *filename;
    int fd, retValue;
    unsigned char dataBuf[1];

    filename = argv[1];
    fd = open(filename, O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("file %s open failed! \r\n", filename);
        return -1;
    }

    dataBuf[0] = atoi(argv[2]);
    retValue = write(fd, dataBuf, sizeof(dataBuf));
    if(retValue < 0){
        printf("Led Control Failed \r\n");
        close(fd);
        return -1;
    }
    close(fd);
    return 0;
}

3. 注意事项

• uboot平常是正常的，但是突然不能下载的原因？
  虚拟机的Ubuntu的ip地址或者开发板的ip地址冲突，所以需要保证整个网段内ip地址唯一-

4. 测试

• depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
• 先将led.ko和ledApp拷贝到 /home/szm/linux/mfs/rootfs/lib/modules/4.1.15中
• 在Ubuntu上 cd /lib/modules/4.1.15
• 加载驱动 modprobe led.ko
• 查看是否存在这个驱动 cat /proc/devices
• 存在的话：mkmod /dev/led c 200 0
• 测试灯打开 ./ledApp /dev/led 1
• 测试完毕后 rmmod led.ko