二、小试牛刀-利用驱动操作GPIO点灯

二、小试牛刀-利用驱动操作GPIO点灯

（1）IMX6ULL 的 GPIO 模块结构

IMX6ULL的GPIO一共有5组，每组引脚最多有32个。

  • GPIO1 ：GPIO1_IO0~GPIO1_IO31；

  • GPIO2 ：GPIO2_IO0~GPIO2_IO21；

  • GPIO3 ：GPIO3_IO0~GPIO3_IO28；

  • GPIO4 ：GPIO4_IO0~GPIO4_IO28；

  • GPIO5 ：GPIO5_IO0~GPIO5_IO11；

GPIO 的控制涉及 4 大寄存器：CCM、IOMUXC、GPIO 。

  • CCM 用于设置是否向 GPIO 模块提供时钟 ，通过CCM_CCGR 寄 存器来设置。

  • IOMUXC：引脚的模式(Mode、功能),，IOMUX通过 2 个寄存器用来设置

    IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD<PADNAME> ：Mux pad xxx，选择某个 pad 的功能

    IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_<GROUP NAME>：Mux grp xxx，选择某组引脚的功能，一个引脚对应一个寄存器

    对于操作GPIO点灯只需关注三个寄存器

    GPIOx_GDIR：设置引脚方向，每位对应一个引脚，1-output，0-input

    GPIOx_GDIR：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

  • 具体操作

读引脚

  1. 设置 CCM_CCGRx 寄存器中某位使能对应的 GPIO 模块

  2. 设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO

  3. 设置 GPIOx_GDIR 中某位为 0，把该引脚设置为输入功能

  4. 读 GPIOx_DR 或 GPIOx_PSR 得到某位的值（读 GPIOx_DR 返回的是 GPIOx_PSR 的值）

写引脚

  1. 设置 CCM_CCGRx 寄存器中某位使能对应的 GPIO 模块 默认是使能的

  2. 设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO

  3. 设置 GPIOx_GDIR 中某位为 1，把该引脚设置为输出功能

  4. 写 GPIOx_DR 某位的值

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。

（2）驱动程序

  • 驱动程序分为上下两层：leddrv.c、board.c

    将LED操作抽象为结构体

 1 #ifndef _LED_OPR_H
 2 #define _LED_OPR_H
 3 ​
 4 ​
 5 struct led_operations
 6 {
 7     int num;
 8     int (*init)(int which);
 9     int (*ctl)(int which,char status);
10 };
11 ​
12 struct led_operations *get_board_led_opr(void);//函数声明注册单板GPIO
13 ​
14 #endif

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。

virt_addr  = ioremap(phys_addr, 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。

 1 static volatile unsigned int *CCM_CCGR1                              ;//时钟
 2 static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;//引脚
 3 static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR                             ;//输入输出
 4 static volatile unsigned int *GPIO5_DR                               ;//高低电平
 5 
 6 static int board_led_init(int which)
 7 {
 8     unsigned int val;
 9 ​
10     if(which==0)
11     {
12 ​
13         if(!CCM_CCGR1)
14         {
15             CCM_CCGR1                              = ioremap(0x20C406C, 4);//4字节
16             IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = ioremap(0x2290014, 4);
17             GPIO5_GDIR                              = ioremap(0x020AC000 + 0x4, 4);
18             GPIO5_DR                                = ioremap(0x020AC000 + 0, 4);
19         }
20 ​
21         *CCM_CCGR1 |= (3<<30);//GPIO5时钟
22 ​
23         val = *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;//配置引脚功能
24         val &= ~(0xf);
25         val |= (5);
26         *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = val;
27 ​
28         *GPIO5_GDIR |= (1<<3);//输出高电平
29     }
30     return 0;
31 }
32 ​
33 
34 static int board_led_ctl(int which,char status)
35 {
36     if(which==0)
37     {
38         if(status)
39         {
40             *GPIO5_DR&=(1<<3);
41         }
42         else
43         {
44             *GPIO5_DR|=(1<<3);
45         }
46     }
47 ​
48     return 0;
49 }
50 ​
51 struct led_operations board_led_opr=
52 {
53     .num=1,
54     .init=board_led_init,
55     .ctl=board_led_ctl,
56 };
57 ​
58 struct led_operations *get_board_led_opr(void)
59 {
60     return &board_led_opr;
61 }
  1 #include <linux/module.h>
  2 ​
  3 #include <linux/fs.h>
  4 #include <linux/errno.h>
  5 #include <linux/miscdevice.h>
  6 #include <linux/kernel.h>
  7 #include <linux/major.h>
  8 #include <linux/mutex.h>
  9 #include <linux/proc_fs.h>
 10 #include <linux/seq_file.h>
 11 #include <linux/stat.h>
 12 #include <linux/init.h>
 13 #include <linux/device.h>
 14 #include <linux/tty.h>
 15 #include <linux/kmod.h>
 16 #include <linux/gfp.h>
 17 ​
 18 #include "led_opr.h"
 19 ​
 20 static int major=0;
 21 static struct class *led_class;
 22 static struct led_operations *p_led_opr;
 23 ​
 24 static ssize_t led_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
 25 {
 26     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 27     return 0;
 28 }
 29 ​
 30 /* write(fd, &val, 1); */
 31 static ssize_t led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
 32 {
 33     int err;
 34     char status;
 35     struct inode *inode = file_inode(file);
 36     int minor = iminor(inode);//提取次设备号
 37     
 38     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 39     err = copy_from_user(&status, buf, 1);
 40 ​
 41     /* 根据次设备号和status控制LED */
 42     p_led_opr->ctl(minor, status);
 43     
 44     return 1;
 45 }
 46 ​
 47 static int led_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
 48 {
 49     int minor = iminor(node);
 50     
 51     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 52     /* 根据次设备号初始化LED */
 53     p_led_opr->init(minor);
 54     
 55     return 0;
 56 }
 57 ​
 58 static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
 59 {
 60     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 61     return 0;
 62 }
 63 ​
 64 ​
 65 static struct file_operations led_drv = {
 66     .owner   = THIS_MODULE,
 67     .open    = led_drv_open,
 68     .read    = led_drv_read,
 69     .write   = led_drv_write,
 70     .release = led_drv_close,
 71 };
 72 ​
 73 ​
 74 static int __init led_init(void)
 75 {
 76     int err;
 77     int i;
 78 ​
 79     major=register_chrdev(0,"100ask_led",&led_drv);
 80 ​
 81     led_class=class_create(THIS_MODULE,"100ask_led_class");
 82     err=PTR_ERR(led_class);
 83     if(IS_ERR(led_class))
 84     {
 85         printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 86         unregister_chrdev(major,"100ask_led");
 87         return -1;
 88     }
 89 ​
 90     p_led_opr=get_board_led_opr();
 91 ​
 92     for(i=0;i<p_led_opr->num;i++)
 93     {
 94         device_create(led_class,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"100ask_led%d", i);
 95     }
 96 ​
 97     return 0;
 98     
 99 }
100 ​
101 static void __exit led_exit(void)
102 {
103     int i;
104     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
105 ​
106     for (i = 0; i < p_led_opr->num; i++)
107         device_destroy(led_class, MKDEV(major, i)); /* /dev/100ask_led0,1,... */
108 ​
109     device_destroy(led_class, MKDEV(major, 0));
110     class_destroy(led_class);
111     unregister_chrdev(major, "100ask_led");
112 }
113 ​
114 module_init(led_init);
115 module_exit(led_exit);
116 ​
117 MODULE_LICENSE("GPL");
 1 #include <sys/types.h>
 2 #include <sys/stat.h>
 3 #include <fcntl.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 #include <stdio.h>
 6 #include <string.h>
 7 ​
 8 /*
 9  * ./ledtest /dev/100ask_led0 on
10  * ./ledtest /dev/100ask_led0 off
11  */
12 int main(int argc, char **argv)
13 {
14     int fd;
15     char status;
16     
17     /* 1. 判断参数 */
18     if (argc != 3) 
19     {
20         printf("Usage: %s <dev> <on | off>\n", argv[0]);
21         return -1;
22     }
23 ​
24     /* 2. 打开文件 */
25     fd = open(argv[1], O_RDWR);
26     if (fd == -1)
27     {
28         printf("can not open file %s\n", argv[1]);
29         return -1;
30     }
31 ​
32     /* 3. 写文件 */
33     if (0 == strcmp(argv[2], "on"))
34     {
35         status = 1;
36         write(fd, &status, 1);
37     }
38     else
39     {
40         status = 0;
41         write(fd, &status, 1);
42     }
43     
44     close(fd);
45     
46     return 0;
47 }

 

 
 



posted @ 2020-05-10 21:42  青春少年时  阅读(1038)  评论(0)    收藏  举报