5.2.13.驱动中如何操控硬件 5.2.14.静态映射操作LED1 5.2.15.静态映射操作LED2 内核映射表的使用，裸机操作真实物理地址， 驱动是 操作 虚拟地址
5.2.13.驱动中如何操控硬件
5.2.13.1、还是那个硬件
(1)硬件物理原理不变
(2)硬件操作接口（寄存器）不变
(3)硬件操作代码不变
5.2.13.2、哪里不同了？
(1)寄存器地址不同。原来是直接用物理地址，现在需要用该物理地址在内核虚拟地址空间相对应的虚拟地址。寄存器的物理地址是CPU设计时决定的，从datasheet中查找到的。
(2)编程方法不同。裸机中习惯直接用函数指针操作寄存器地址，而kernel中习惯用封装好的io读写函数来操作寄存器，以实现最大程度可移植性。
5.2.13.3、内核的虚拟地址映射方法
(1)为什么需要虚拟地址映射
内核系统启动起来之后 就会打开 mmu (内存地址映射)
(2)内核中有2套虚拟地址映射方法：动态和静态
(3)静态映射方法的特点：
内核移植时以代码的形式硬编码，如果要更改必须改源代码后重新编译内核
在内核启动时建立静态映射表，到内核关机时销毁，中间一直有效
对于移植好的内核，你用不用他都在那里
(4)动态映射方法的特点：
驱动程序根据需要随时动态的建立映射、使用、销毁映射
映射是短期临时的
5.2.13.4、如何选择虚拟地址映射方法
(1)2种映射并不排他，可以同时使用
动态映射可以映射多次
(2)静态映射类似于C语言中全局变量，动态方式类似于C语言中malloc堆内存
(3)静态映射的好处是执行效率高，坏处是始终占用虚拟地址空间；动态映射的好处是按需使用虚拟地址空间，坏处是每次使用前后都需要代码去建立映射&销毁映射（还得学会使用那些内核函数的使用）
5.2.14.静态映射操作LED1
5.2.14.1、关于静态映射要说的
(1)不同版本内核中静态映射表位置、文件名可能不同
(2)不同SoC的静态映射表位置、文件名可能不同
(3)所谓映射表其实就是头文件中的宏定义
5.2.14.2、三星版本内核中的静态映射表
(1)主映射表位于：arch/arm/plat-s5p/include/plat/map-s5p.h
CPU在安排寄存器地址时不是随意乱序分布的，而是按照模块去区分的。每一个模块内部的很多个寄存器的地址是连续的。所以内核在定义寄存器地址时都是先找到基地址，然后再用基地址+偏移量来寻找具体的一个寄存器。
map-s5p.h中定义的就是要用到的几个模块的寄存器基地址。
map-s5p.h中定义的是模块的寄存器基地址的虚拟地址。
(2)虚拟地址基地址定义在：arch/arm/plat-samsung/include/plat/map-base.h
#define S3C_ADDR_BASE (0xFD000000) // 三星移植时确定的静态映射表的基地址，表中的所有虚拟地址都是以这个地址+偏移量来指定的
(3)GPIO相关的主映射表位于：arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/regs-gpio.h
表中是GPIO的各个端口的基地址的定义
(4)GPIO的具体寄存器定义位于：arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio-bank.h
物理地址和虚拟地址 基地址不一样，但是偏移量是一样的!!!!
1.主映射表位于：arch/arm/plat-s5p/include/plat/map-s5p.h
#define S5P_VA_GPIO S3C_ADDR(0x00500000) /* 所有GPIO 基地址 虚拟地址 FD500000 */
S3C_ADDR ： #define S3C_ADDR(x) ((void __iomem __force *)S3C_ADDR_BASE + (x))
S3C_ADDR_BASE： #define S3C_ADDR_BASE (0xFD000000)
所以 S5P_VA_GPIO 就等于 虚拟地址 FD500000
3)GPIO相关的主映射表位于：arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/regs-gpio.h
表中是GPIO的各个端口的基地址的定义
#define S5PV210_GPA0_BASE (S5P_VA_GPIO + 0x000) //因为S5P_VA_GPIO等于FD500000
所以 S5PV210_GPA0_BASE 就等于 虚拟地址 FD500000
#define S5PV210_GPJ0_BASE (S5P_VA_GPIO + 0x240) //FD500240
#define S5PV210_GPJ1_BASE (S5P_VA_GPIO + 0x260)//FD500260
#define S5PV210_GPJ2_BASE (S5P_VA_GPIO + 0x280)//FD500280
4)GPIO的具体寄存器定义位于：arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio-bank.h
#define S5PV210_GPJ0CON (S5PV210_GPJ0_BASE + 0x00)//FD500240
#define S5PV210_GPJ0DAT (S5PV210_GPJ0_BASE + 0x04)//FD500244
分析方法：我们自己怎么找 映射表呢？？？
1.一般都在头文件当中
2.在 /arch/arm/这个目录下
/arch/arm/plat -s5p/
plat是平台！
arch/arm/plat-samsung/include/plat/map
一般都叫 map 什么什么
#define S5P_VA_GPIO S3C_ADDR(0x00500000) ： VA 一般 表示 虚拟地址，
#define S5PV210_PA_GPIO (0xE0200000) : PA 一般表示物理地址(动态映射会用到)
5.2.15.静态映射操作LED2
5.2.15.1、参考裸机中的操作方法添加LED操作代码
(1)宏定义
(2)在init和exit函数中分别点亮和熄灭LED
5.2.15.2、实践测试
(1)insmod和rmmod时观察LED亮灭变化
(2)打印出寄存器的值和静态映射表中的分析相对比
这里只是更改了驱动文件 module_test.c，app.c和Makefile无更改
#include // module_init module_exit
#include // __init __exit
#include
#include //copy_from_user
#include // 错误码
#include //arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/regs-gpio.h 这两个顺序不能放错，c语言基础
#include //arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio-bank.h
#define MYMAJOR 200 /* 定义 register_chrdev 注册设备的 主设备号 */
#define MYNAME "test_char" /* 定义 register_chrdev 注册设备的 设备名字 */
#define GPJ0CON S5PV210_GPJ0CON // FD500240 虚拟地址
#define GPJ0DAT S5PV210_GPJ0DAT // FD500244
#define rGPJ0CON *((volatile unsigned int *)GPJ0CON)
#define rGPJ0DAT *((volatile unsigned int *)GPJ0DAT)
int mymajor; /* 定义 register_chrdev 注册设备号*/
char kbuf[100];/* 内核空间的 buf*/
/* NOTE 自己定义函数指针 test_chrdev_open */
static int test_chrdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/* 这个函数中真正应该 放置 打开这个硬件设备的 操作代码 ,我们先 printk 代替一下 */
printk(KERN_INFO "test_chrdev_open module_test.c->test_chrdev_open \n");
return 0;
} /* test_chrdev_open() */
/* NOTE 自己定义函数指针 test_chrdev_release , release对应的就是 close */
static int test_chrdev_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk(KERN_INFO "test_chrdev_release module_test.c->test_chrdev_release \n");
return 0;
}
static ssize_t test_chrdev_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t size, loff_t *ppos)
{
int ret = -1;
printk(KERN_INFO "test_chrdev_release module_test.c->test_chrdev_read \n");
/* 从内核 的 kbuf， 复制到用户的 ubuf */
ret = copy_to_user(ubuf,kbuf,size); /* 成功后 就会拷贝到用户 ubuf */
if(ret) /* 如果 不成功复制则返回尚未成功复制剩下的字节数, 这里 就不做 纠错 机制了 */
{
printk(KERN_ERR "copy_to_user fail \n");
return -EINVAL;
}
printk(KERN_INFO "copy_to_user OK!!! module_test.c->test_chrdev_write\n");
return 0;
}
// 写函数的本质：将应用层 传递过来的数据先 复制到 内核中，然后将之正确的方式写入硬件完成的操作！（数据从应用层到驱动层的复制，）
// 内核有一个 虚拟地址空间，应用层有一个 虚拟地址空间
static ssize_t test_chrdev_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
int ret = -1;
printk(KERN_INFO "test_chrdev_release module_test.c->test_chrdev_write\n");
//使用改函数将: 应用层传过来的 ubuf 中的内容 拷贝到驱动空间中的 一个 kbuf 中
/* 不能用memcpy(kbuf,buf); 因为 2 个 不在一个地址空间中，不能 比较 霍元甲和成龙 谁更厉害 ，不在一个年龄段*/
ret = copy_from_user(kbuf,user_buf,count); /* 成功后 就会 放到 kbuf 中 */
if(ret) /* 如果 不成功复制则返回尚未成功复制剩下的字节数, 这里 就不做 纠错 机制了 */
{
printk(KERN_ERR "copy_from_user fail \n");
return -EINVAL;
}
printk(KERN_INFO "copy_from_user OK!!! module_test.c->test_chrdev_write\n");
/* 真正的 驱动的 数据从 应用层 复制 到 驱动中后，我们就要根据这个数据去写硬件的操作，所以下面就应该操作硬件 */
return 0;
}
//自定义 file_operations 结构体 及其元素填充
/* NOTE 定义 register_chrdev 注册设备的 设备结构体 test_fops */
static const struct file_operations test_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 所有的驱动 代码这一行不需要动，所有的都是这样，不是函数指针, 惯例直接写即可 */
.open = test_chrdev_open, /* 将来应用 open 打开这个设备时实际 调用的就是这个 .open 函数指针*/
.release = test_chrdev_release, /* release对应的就是 close 函数指针 */
.write = test_chrdev_write,
.read = test_chrdev_read,
};
// 模块安装函数
static int __init chrdev_init(void)
{
//int ret = -1; /* 定义 register_chrdev 的返回值 */
printk(KERN_INFO "chrdev_init helloworld init\n");
// 在 module_init 宏 调用函数中去注册字符串 设备驱动
mymajor = register_chrdev(0, "test_char", &test_fops); /* major设成0，内核帮我们自动分配空白的设备号，分配的值会 做返回值 ，负数还是返回失败 */
if(mymajor < 0)
{
printk(KERN_ERR "registe_chrdev fail \n");
return -EINVAL; /* 返回一个错误码 需要加 ’-‘负号*/
}
printk(KERN_INFO "自动分配 register_chrdev success....mymajor = %d \n",mymajor);
/* 现在把 硬件操作放到这里，不用操作app.c 就可以操作硬件 */
rGPJ0CON = 0x11111111;
rGPJ0DAT = ((0<<3)|(0<<4)|(0<<5)); //LED亮
printk(KERN_INFO "S5PV210_GPJ0CON = %p \n",S5PV210_GPJ0CON);
printk(KERN_INFO "S5PV210_GPJ0DAT = %p \n",S5PV210_GPJ0DAT );
return 0;
}
// 模块卸载函数
static void __exit chrdev_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "chrdev_exit helloworld exit\n");
// 在 module_exit宏 调用函数中去注销 字符串 设备驱动
unregister_chrdev(mymajor, "test_char"); /* 这里不判断返回值 了，一般不会出错 */
// 模块卸载 LED灭
rGPJ0DAT = ((1<<3)|(1<<4)|(1<<5)); //LED灭
}
module_init(chrdev_init);
module_exit(chrdev_exit);
// MODULE_xxx这种宏作用是用来添加模块描述信息
MODULE_LICENSE("GPL"); // 描述模块的许可证
MODULE_AUTHOR("aston"); // 描述模块的作者
MODULE_DESCRIPTION("module test"); // 描述模块的介绍信息
MODULE_ALIAS("alias xxx"); // 描述模块的别名信息
/***********************************************************
如果 KERN_DEBUG 打印不出来，更改打印级别 或者
printk(KERN_DEBUG "chrdev_init helloworld init\n");
[root@liang_x210 driver_test]# cat /proc/sys/kernel/printk
7 4 1 7
[root@liang_x210 driver_test]# echo 8 > /proc/sys/kernel/printk
[root@liang_x210 driver_test]# cat /proc/sys/kernel/printk
8 4 1 7
************************************************************/
运行结果：
5.2.15.3、将代码移动到open和close函数中去
更改了驱动文件 module_test.c
然后在 app.c 中， close之前 加入了一个 sleep(4);延时 4s!!!