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Linux 下 LED 灯驱动原理地址映射I/O 内存访问函数 实验程序编写LED 灯驱动程序编写编写测试 APP 运行测试编译驱动程序编译测试 APP运行测试总结

本章开始编写第一个真正的 Linux 字符设备驱动。

Linux 下 LED 灯驱动原理

LED 灯驱动最终也是对 I.MX6ULL 的 IO 口进行配置，并配置相应的硬件寄存器，与裸机实验不同的是，在 Linux 下编写驱动要符合 Linux的驱动框架。

地址映射

MMU 全称叫做 MemoryManage Unit，也就是内存管理单元。 MMU 主要完成的功能如下： ①、完成虚拟空间到物理空间的映射。 ②、内存保护，设置存储器的访问权限，设置虚拟存储空间的缓冲特性。

物理地址：真实存在的地址，如 512MB 的 DDR3； 虚拟地址：MMU映射的地址，如32 位的处理器，虚拟地址范围是 2^32=4GB。 MMU就是将少的物理地址映射到更多的虚拟地址，之前裸机开发用到的都是物理内存，直接往寄存器写数据；有了MMU之后，就需要向寄存器所在的物理地址映射的虚拟地址写数据。

如下图：

物理内存和虚拟内存之间的转换，需要用到两个函数： ioremap 和 iounmap。

1、 ioremap 函数 ioremap 函 数 用 于 获 取 指 定 物 理 地 址 空 间 对 应 的 虚 拟 地 址 空 间 ， 定 义 在arch/arm/include/asm/io.h

1 #define ioremap(cookie,size) __arm_ioremap((cookie), (size), MT_DEVICE) 2 3 void __iomem * __arm_ioremap(phys_addr_t phys_addr, size_t size, unsigned int mtype) 4 { 5 return arch_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype, __builtin_return_address(0)); 6 } phys_addr：要映射给的物理起始地址。 size：要映射的内存空间大小。 mtype： ioremap 的类型，可以选择 MT_DEVICE、 MT_DEVICE_NONSHARED、MT_DEVICE_CACHED 和 MT_DEVICE_WC， ioremap 函数选择 MT_DEVICE。 返回值： __iomem 类型的指针，指向映射后的虚拟空间首地址。

2、 iounmap 函数 卸载驱动的时候需要使用 iounmap 函数释放掉 ioremap 函数所做的映射：

void iounmap (volatile void __iomem *addr)

3、加载/卸载驱动

SW_MUX_GPIO1_IO03 就是一个__iomem类型的指针。

//加载 #define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE (0X020E0068) static void __iomem* SW_MUX_GPIO1_IO03; SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4); //卸载 iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);

I/O 内存访问函数

I/O 端口：当外部寄存器或内存映射到 IO 空间时； I/O 内存：当外部寄存器或内存映射到内存空间时。

对于 ARM 来说没有 I/O 空间这个概念，因此 ARM 体系下只有 I/O 内存(可以直接理解为内存)。

Linux 内核不建议直接通过指针访问这些地址，而是推荐使用一组操作函数来对映射后的内存进行读写操作。

1、读操作函数

1 u8 readb(const volatile void __iomem *addr) 2 u16 readw(const volatile void __iomem *addr) 3 u32 readl(const volatile void __iomem *addr)

2、写操作函数

1 void writeb(u8 value, volatile void __iomem *addr) 2 void writew(u16 value, volatile void __iomem *addr) 3 void writel(u32 value, volatile void __iomem *addr)

以上函数不做太多说明，有眼就行。

实验程序编写

程序的编写和上一章虚拟设备驱动的编写类似，不用写注释了，自己能看懂就行了，理解大概意思就行，后边儿还会学习新字符设备驱动。

LED 灯驱动程序编写

led.c

在这里插入代码片

编写测试 APP

ledApp.c

在这里插入代码片

运行测试

编译驱动程序

Makefile

KERNELDIR := /home/zxy/linux/kernel_lib/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek CURRENT_PATH := $(shell pwd) obj-m := led.o build: kernel_modules kernel_modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

编译测试 APP

arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp

运行测试

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令 modprobe led.ko //加载驱动 （或insmod，两个命令都行，上边儿那个就是能查找依赖关系） mknod /dev/led c 200 0 ./ledApp /dev/led 1 //打开 LED 灯 ./ledApp /dev/led 0 //关闭 LED 灯 rmmod led.ko //卸载驱动模块

总结

没啥好说，没啥新知识。 就是原子出厂的设备树中内置了led的设备树，里边儿有心跳灯功能，进入到设备树文件.dts中，将其中的led设备树相关的状态"on"改为"off"，然后在内核目录make dtbs即可重新编译设备树，mfgtool烧写即可。