韦东山嵌入式linux系列-具体单板的 LED 驱动程序
笔者使用的是STM32MP157的板子
1 怎么写 LED 驱动程序?
详细步骤如下:
① 看原理图确定引脚,确定引脚输出什么电平才能点亮/熄灭 LED
② 看主芯片手册,确定寄存器操作方法:哪些寄存器?哪些位?地址是?
③ 编写驱动:先写框架,再写硬件操作的代码
注意:在芯片手册中确定的寄存器地址被称为物理地址,在 Linux 内核中无法直接使用。
需要使用内核提供的 ioremap 把物理地址映射为虚拟地址,使用虚拟地址。
ioremap 函数的使用:
#include void __iomem *ioremap(resource_size_t res_cookie, size_t size);
把物理地址 phys_addr 开始的一段空间(大小为 size),映射为虚拟地址;返回值是该段虚拟地址的首地址。
实际上,它是按页(4096 字节)进行映射的,是整页整页地映射的。
假设 phys_addr = 0x10002, size=4, ioremap 的内部实现是:
a) phys_addr 按页取整,得到地址 0x10000
b) size 按页取整,得到 4096
c) 把起始地址 0x10000,大小为 4096 的这一块物理地址空间,映射到虚拟地址空间,
假设得到的虚拟空间起始地址为 0xf0010000
d) 那么 phys_addr = 0x10002 对应的 virt_addr = 0xf0010002
③ 不再使用该段虚拟地址时,要 iounmap(virt_addr):
void iounmap(volatile void __iomem *cookie);
为什么有ioremap,这里解释的很清楚了。
同一个程序,同时运行2次,在内存中有两份代码,他们地址是不同的,但是打印出来的结果是一样的(虚拟地址),主要是MMU(内存管理单元)在起作用,完成物理地址到虚拟地址的转换。
感怪怪的,图中代码是全局变量
根据进程号转换成不同的物理地址。MMU将物理地址映射成虚拟地址,内核通过虚拟地址访问uart等硬件。
2 修改
修改之期的led_operations结构体,由它控制点灯的个数
led_operations.h
#ifndef LED_OPERATIONS_H #define LED_OPERATIONS_H struct led_operations { int num; // 灯的数量 int (*init) (int which); // 初始化LED,which是哪一个LED int (*ctl) (int which, char status); // 控制LED,which-哪一个LED,status-1亮,0灭 }; // 返回结构体指针 struct led_operations* get_board_led_operations(void); #endif
stmp32mp157.c
(主要框架还是board_demo.c的,结合了之前的 韦东山嵌入式linux系列-LED驱动程序-CSDN博客)
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include "led_operations.h" // 不能使用物理地址,需要映射 // 1寄存器 // RCC_PLL4CR地址:0x50000000 + 0x894,提供时钟的 static volatile unsigned int* RCC_PLL4CR; // 2使能GPIOA本身 // RCC_MP_AHB4ENSETR地址:0x50000000 + 0xA28 static volatile unsigned int* RCC_MP_AHB4ENSETR; // 3设置引脚为输出模式 // GPIOA_MODER地址:0x50002000 + 0x00,设置bit[21:20]=0b01,用于输出模式 static volatile unsigned int* GPIOA_MODER; // 4设置输出电平 // 方法2:直接写寄存器,一次操作即可,高效 // GPIOA_BSRR地址: 0x50002000 + 0x18 static volatile unsigned int* GPIOA_BSRR; // init函数-配置引脚,把引脚配置成GPIO输出功能 static int board_demo_led_init(int which) { printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which); // 之前没有映射,就映射 if (!RCC_PLL4CR) { // 驱动程序访问硬件,必须先ioremap,在这里映射,映射的是一页4k的地址,参考 // ioremap(base_phy, size); // 1寄存器 // RCC_PLL4CR地址:0x50000000 + 0x894,提供时钟的 // static volatile unsigned int* RCC_PLL4CR; RCC_PLL4CR = ioremap(0x50000000 + 0x894, 4); // 2使能GPIOA本身 // RCC_MP_AHB4ENSETR地址:0x50000000 + 0xA28 // static volatile unsigned int* RCC_MP_AHB4ENSETR; RCC_MP_AHB4ENSETR = ioremap(0x50000000 + 0xA28, 4); // 3设置引脚为输出模式 // GPIOA_MODER地址:0x50002000 + 0x00,设置bit[21:20]=0b01,用于输出模式 // static volatile unsigned int* GPIOA_MODER; GPIOA_MODER = ioremap(0x50002000 + 0x00, 4); // 4设置输出电平 // 方法2:直接写寄存器,一次操作即可,高效 // GPIOA_BSRR地址: 0x50002000 + 0x18 // static volatile unsigned int* GPIOA_BSRR; GPIOA_BSRR = ioremap(0x50002000 + 0x18, 4); } // 初始化引脚 if (which == 0) { // 使能PLL4,是所有GPIO的时钟 *RCC_PLL4CR |= (1 num; i++) { device_destroy(led_class, MKDEV(major, i)); } class_destroy(led_class); // 卸载 unregister_chrdev(major, "winter_led"); } // 7其他完善:提供设备信息,自动创建设备节点: class_create,device_create module_init(led_init); module_exit(led_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
led_drv_test.c
/************************************************************************* > File Name: hello_test.c > Author: Winter > Created Time: Sun 07 Jul 2024 01:39:39 AM EDT ************************************************************************/ #include #include #include #include #include #include /* * ./led_drv /dev/winter_led0 on * ./led_drv /dev/winter_led0 off */ int main(int argc, char **argv) { int fd; char status; /* 1. 判断参数 */ if (argcMakefile
# 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_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4 all: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules $(CROSS_COMPILE)gcc -o led_drv_test led_drv_test.c clean: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean rm -rf modules.order rm -f led_drv_test # 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile # 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定: # ab-y := a.o b.o # obj-m += ab.o # leddrv.c board_demo.c 编译成 100ask.ko winter_led-y := led_drv.o stm32mp157.o obj-m += winter_led.o编译
make3 测试
在开发板挂载 Ubuntu 的NFS目录
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs/ /mnt将ko文件和测试代码拷贝到挂载目录,安装驱动
insmod winter_led.ko执行测试程序
./led_drv_test /dev/winter_led0 on ./led_drv_test /dev/winter_led0 off板子上只有log,关掉【心跳灯】
ls /sys/class/leds/ echo none > /sys/class/leds/heartbeat/trigger再执行on/off就可以看到灯的亮灭了
4 思考
a.在驱动里有 ioremap,什么时候执行 iounmap?请完善程序
答:需要在led_operations.h和stmp32mp157.c中加一个close函数,在close函数中执行iounmap操作,在led_drv.c的close函数中调用。
似乎不太行
b.视频里我们只实现了点一个 LED,修改代码支持两个 LED。
答:需要看原理图和手册,在stmp32mp157.c的init函数中配置引脚和输出高低电平。