imx6ull中GPIO涉及寄存器
1：CCM寄存器
00 ：该 GPIO 模块全程被关闭01 ：该 GPIO 模块在 CPU run mode 情况下是使能的；在 WAIT 或 STOP模式下，关闭10 ：保留11 ：该 GPIO 模块全程使能
2：引脚功能寄存器
3:GPIO模块内部
3）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
4：总结
1）读GPIO
设置 CCM_CCGRx 寄存器中某位使能对应的 GPIO 模块 // 默认是使能 的，设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO设置 GPIOx_GDIR 中某位为 0 ，把该引脚设置为输入功能读 GPIOx_DR 或 GPIOx_PSR 得到某位的值（读 GPIOx_DR 返回的是 GPIOx_PSR 的值）
2）写GPIO
设置 CCM_CCGRx 寄存器中某位使能对应的 GPIO 模块 // 默认是使能的，设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO设置 GPIOx_GDIR 中某位为 1 ，把该引脚设置为输出功能写 GPIOx_DR 某位的值
2：代码编写
2.1：字符设备驱动程序框架
写驱动程序的套路：
- 确定主设备号，也可以让内核分配
- 定义自己的 file_operations 结构体
- 实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，填入 file_operations 结构体
- 把 file_operations 结构体告诉内核：register_chrdev
- 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
- 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
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。
驱动怎么和 APP 传输数据？
◼ 通过 copy_to_user、copy_from_user 这 2 个函数
2.2:代码逻辑图
2.2：实现功能
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 。⚫ 再编写测试程序。
2.2.1：确定主设备号。
/* 1. 确定主设备号*/
static int major = 0;
//后续在入口函数中，使用下列代码：注册函数进行分配
major = register_chrdev(0, "hello", &hello_drv);
2.2.2：定义自己的 file_operations 结构体
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.write = led_write,
.open = led_open,
};
2.2.3：实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，
注：我们现在编写的函数属于驱动函数，那么我们在串口掉用这些函数时，
串口那边，我们属于APP
而这些驱动属于 “内核”
我们串口调用read函数 len = read(fd, buf, 1024);时，我们是需要把kernel_buf的数据读到buf中。所以在这read代码中，我们使用 err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024, size));这行代码，将kernel_buf写入到buf中。
我们串口调用write函数 write(fd, argv[2], len);时，是把argv[2]的数据写入到kernel_buf中。所以在这write代码中，我们使用 err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size));这行代码，将buf也就是argv[2]写入到kernel_buf中。
注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。
static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR;
static volatile unsigned int *GPIO5_DR;
这是我们需要操作的三个寄存器，IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3在open函数中，将PIN配置为GPIO模式，GPIO5_GDIR在open函数中被配置为输出模式，GPIO5_DR根据用户传输的数据来点亮或者熄灭LED。
因为驱动不能直接访问硬件地址，所以我们在后续入口函数中，会使用ioremap函数将物理地址映射至三个定义中，这样后续对三个定义的操作就类似于直接对物理地址进行操作。
/* 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;
}
2.2.4：把 file_operations 结构体告诉内核：register_chrdev
2.2.5. 谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：
3.4和3.5可同时在入口函数中实现，安装驱动程序时，系统去调用这个入口函数，这是直接在入口函数中直接将结构体告诉内核.
并且在这里我们还需要将物理地址进行映射，这样后续open和write可以直接对硬件进行操作
/* 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;
}
2.2.6：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
将映射地址也进行消除
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");
}
3.1.7：其他完善：提供设备信息，
自动创建设备节点：class_create, device_creat
/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点 */
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
2.3：全部代码
2.3.1：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");
2.3.2 led_test.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;
}
2.3.3: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