嵌入式Linux应用开发-第七章-RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
嵌入式Linux应用开发-第七章-RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
- RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
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- 7.3 RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
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- 7.3.1 原理图
-
- 7.3.1.1 fireflye RK3288的 LED原理图
- 7.3.1.2 firefly RK3399的 LED原理图
- 7.3.2 所涉及的寄存器操作
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- 7.3.2.1 RK3288的 GPIO8_A1引脚
- 7.3.2.2 RK3399的 GPIO2_D3引脚
- 7.3.3 写程序
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- 7.3.3.1 RK3288
- 7.3.3.2 RK3399
- 7.3.4 上机实验
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- 7.3.4.1 RK3288
- 7.3.4.2 RK3399
- 7.3.5 课后作业
RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
7.3 RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
7.3.1 原理图
7.3.1.1 fireflye RK3288的 LED原理图
RK3288开发板上有 2个 LED，原理图如下，其中的 WORK_LED使用引脚 GPIO8_A1：
这些 LED引脚输出低电平时，LED被点亮；输出高电平时，LED被熄灭。
7.3.1.2 firefly RK3399的 LED原理图
RK3399开发板上有 3个 LED，原理图如下，其中的 WORK_LED使用引脚 GPIO2_D3：
这些 LED引脚输出低电平时，LED被点亮；输出高电平时，LED被熄灭。
7.3.2 所涉及的寄存器操作
截图便于对比，后面有文字便于复制：
7.3.2.1 RK3288的 GPIO8_A1引脚
a. 使能 GPIO8
设置 CRU_CLKGATE14_CON的 b[8]为 0使能 GPIO8，要修改 b[8]的前提是把 b[24]设置为 1。
/* rk3288 GPIO8_A1 */
/* a. 使能 GPIO8
* set CRU to enable GPIO8
* CRU_CLKGATE14_CON 0xFF760000 + 0x198
* (1<<(8+16)) | (0<<8)
*/
b. 设置 GPIO8_A1用于 GPIO
设置 GRF_GPIO8A_IOMUX的 b[3:2]为 0b00把 GPIO8_A1用作 GPIO，要修改 b[3:2]的前提是把 b[19:18]设置为 0b11。
/* b. 设置 GPIO8_A1用于 GPIO
* set PMU/GRF to configure GPIO8_A1 as GPIO
* GRF_GPIO8A_IOMUX 0xFF770000 + 0x0080
* bit[3:2] = 0b00
* (3<<(2+16)) | (0<<2)
* /
c. 设置 GPIO8_A1作为 output引脚
设置 GPIO_SWPORTA_DDR 寄存器 b[1]为 1，把 GPIO8_A1设置为输出引脚。 注意： GPIO_A0~A7 对应 bit0bit7；GPIO_B0B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16bit23；GPIO_D0D7 对应 bit24~bit31
/* c. 设置 GPIO8_A1作为 output引脚
* set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO8_A1 as output
* GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF7F0000 + 0x0004
* bit[1] = 0b1
* /
d. 设置 GPIO8_A1输出高电平
设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器 b[1]为 1，让 GPIO8_A1输出高电平。
注意：
GPIO_A0~A7 对应 bit0bit7；GPIO_B0B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16bit23；GPIO_D0D7 对应 bit24~bit31
/* d. 设置 GPIO8_A1输出高电平
* set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 1
* GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000
* bit[1] = 0b1
* /
e. 设置 GPIO8_A1输出低电平
同样是设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器，把 b[1]设为 0，让 GPIO8_A1输出低电平。
/* e. 设置 GPIO8_A1输出低电平
* set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 0
* GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000
* bit[1] = 0b0
* /
7.3.2.2 RK3399的 GPIO2_D3引脚
a. 使能 GPIO2
设置 CRU_CLKGATE_CON31的 b[3]为 0使能 GPIO2，要修改 b[3]的前提是把 b[19]设置为 1。
/* rk3399 GPIO2_D3 */
/* a. 使能 GPIO2 * set CRU to enable GPIO2
* CRU_CLKGATE_CON31 0xFF760000 + 0x037c
* (1<<(3+16)) | (0<<3)
*/
b. 设置 GPIO2_D3用于 GPIO
设置 GRF_GPIO2D_IOMUX的 b[7:6]为 0b00把 GPIO2_D3用作 GPIO，要修改 b[7:6]的前提是把 b[23:22]设置为 0b11。
/* b. 设置 GPIO2_D3用于 GPIO
* set PMU/GRF to configure GPIO2_D3 as GPIO
* GRF_GPIO2D_IOMUX 0xFF770000 + 0x0e00c
* bit[7:6] = 0b00 * (3<<(6+16)) | (0<<6)
* /
c. 设置 GPIO2_D3作为 output引脚
设置 GPIO_SWPORTA_DDR 寄存器 b[27]为 1，把 GPIO2_D3设置为输出引脚。
注意：
GPIO_A0~A7 对应 bit0bit7；GPIO_B0B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16bit23；GPIO_D0D7 对应 bit24~bit31
/* c. 设置 GPIO2_D3作为 output引脚
* set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO2_D3 as output
* GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF780000 + 0x0004
* bit[27] = 0b1
* /
d. 设置 GPIO2_D3输出高电平
设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器 b[27]为 1，让 GPIO2_D3输出高电平。
注意：
GPIO_A0~A7 对应 bit0bit7；GPIO_B0B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16bit23；GPIO_D0D7 对应 bit24~bit31
/* d. 设置 GPIO2_D3输出高电平
* set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 1
* GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000
* bit[27] = 0b1
*/
e. 设置 GPIO2_D3输出低电平
同样是设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器，把 b[27]设为 0，让 GPIO2_D3输出低电平。
/* e. 设置 GPIO2_D3输出低电平
* set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 0
* GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000
* bit[27] = 0b0
* /
7.3.3 写程序
7.3.3.1 RK3288
使用 GIT下载所有源码后，本节源码位于如下目录：
01_all_series_quickstart\
05_嵌入式 Linux驱动开发基础知识\source\02_led_drv\
02_led_drv_for_boards\rk3288_src_bin
硬件相关的文件是 board_rk3288.c，其他文件跟 LED框架驱动程序完全一样。 它首先构造了一个 led_operations结构体，用来表示 LED的硬件操作：
91 static struct led_operations board_demo_led_opr = {
92 .num = 1,
93 .init = board_demo_led_init,
94 .ctl = board_demo_led_ctl,
95 };
96
led_operations结构体中有 init函数指针，它指向 board_demo_led_init函数，在里面将会初始化LED引脚：使能、设置为 GPIO模式、设置为输出引脚。
值得关注的是第 32～35行，对于寄存器要先使用 ioremap得到它的虚拟地址，以后使用虚拟地址访问寄存器：
20 static volatile unsigned int *CRU_CLKGATE14_CON;
21 static volatile unsigned int *GRF_GPIO8A_IOMUX ;
22 static volatile unsigned int *GPIO8_SWPORTA_DDR;
23 static volatile unsigned int *GPIO8_SWPORTA_DR ;
24
25 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化 LED, which-哪个 LED */
26 {
27 //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
28 if (which == 0)
29 {
30 if (!CRU_CLKGATE14_CON)
31 {
32 CRU_CLKGATE14_CON = ioremap(0xFF760000 + 0x0198, 4);
33 GRF_GPIO8A_IOMUX = ioremap(0xFF770000 + 0x0080, 4);
34 GPIO8_SWPORTA_DDR = ioremap(0xFF7F0000 + 0x0004, 4);
35 GPIO8_SWPORTA_DR = ioremap(0xFF7F0000 + 0x0000, 4);
36 }
37
38 /* rk3288 GPIO8_A1 */
39 /* a. 使能 GPIO8
40 * set CRU to enable GPIO8
41 * CRU_CLKGATE14_CON 0xFF760000 + 0x198
42 * (1<<(8+16)) | (0<<8)
43 */
44 *CRU_CLKGATE14_CON = (1<<(8+16)) | (0<<8);
45
46 /* b. 设置 GPIO8_A1用于 GPIO
47 * set PMU/GRF to configure GPIO8_A1 as GPIO
48 * GRF_GPIO8A_IOMUX 0xFF770000 + 0x0080
49 * bit[3:2] = 0b00
50 * (3<<(2+16)) | (0<<2)
51 */
52 *GRF_GPIO8A_IOMUX =(3<<(2+16)) | (0<<2);
53
54 /* c. 设置 GPIO8_A1作为 output引脚
55 * set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO8_A1 as output
56 * GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF7F0000 + 0x0004
57 * bit[1] = 0b1
58 */
59 *GPIO8_SWPORTA_DDR |= (1<<1);
60 }
61 return 0;
62 }
63
led_operations结构体中有 ctl函数指针，它指向 board_demo_led_ctl函数，在里面将会根据参数设置 LED引脚的输出电平：
64 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制 LED, which-哪个 LED, status:1-亮, 0-灭*/
65 {
66 //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");
67 if (which == 0)
68 {
69 if (status) /* on: output 0 */
70 {
71 /* e. 设置 GPIO8_A1输出低电平
72 * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 0
73 * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000
74 * bit[1] = 0b0
75 */
76 *GPIO8_SWPORTA_DR &= ~(1<<1);
77 }
78 else /* off: output 1 */
79 {
80 /* d. 设置 GPIO8_A1输出高电平
81 * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 1
82 * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000
83 * bit[1] = 0b1
84 */
85 *GPIO8_SWPORTA_DR |= (1<<1);
86 }
87 }
88 return 0;
89 }
90
下面的 get_board_led_opr函数供上层调用，给上层提供 led_operations结构体：
97 struct led_operations *get_board_led_opr(void)
98 {
99 return &board_demo_led_opr;
100 }
101
7.3.3.2 RK3399
使用 GIT下载所有源码后，本节源码位于如下目录：
01_all_series_quickstart\
05_嵌入式 Linux驱动开发基础知识\source\02_led_drv\
02_led_drv_for_boards\rk3399_src_bin
硬件相关的文件是 board_rk3399.c，其他文件跟 LED框架驱动程序完全一样。 它首先构造了一个 led_operations结构体，用来表示 LED的硬件操作：
91 static struct led_operations board_demo_led_opr = {
92 .num = 1,
93 .init = board_demo_led_init,
94 .ctl = board_demo_led_ctl,
95 };
96
led_operations结构体中有 init函数指针，它指向 board_demo_led_init函数，在里面将会初始化LED引脚：使能、设置为 GPIO模式、设置为输出引脚。
值得关注的是第 32～35行，对于寄存器要先使用 ioremap得到它的虚拟地址，以后使用虚拟地址访问寄存器：
20 static volatile unsigned int *CRU_CLKGATE_CON31;
21 static volatile unsigned int *GRF_GPIO2D_IOMUX ;
22 static volatile unsigned int *GPIO2_SWPORTA_DDR;
23 static volatile unsigned int *GPIO2_SWPORTA_DR ;
24
25 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化 LED, which-哪个 LED */
26 {
27 //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
28 if (which == 0)
29 {
30 if (!CRU_CLKGATE_CON31)
31 {
32 CRU_CLKGATE_CON31 = ioremap(0xFF760000 + 0x037c, 4);
33 GRF_GPIO2D_IOMUX = ioremap(0xFF770000 + 0x0e00c, 4);
34 GPIO2_SWPORTA_DDR = ioremap(0xFF780000 + 0x0004, 4);
35 GPIO2_SWPORTA_DR = ioremap(0xFF780000 + 0x0000, 4);
36 }
37
38 /* rk3399 GPIO2_D3 */
39 /* a. 使能 GPIO2 40 * set CRU to enable GPIO2
41 * CRU_CLKGATE_CON31 0xFF760000 + 0x037c
42 * (1<<(3+16)) | (0<<3)
43 */
44 *CRU_CLKGATE_CON31 = (1<<(3+16)) | (0<<3);
45
46 /* b. 设置 GPIO2_D3用于 GPIO
47 * set PMU/GRF to configure GPIO2_D3 as GPIO
48 * GRF_GPIO2D_IOMUX 0xFF770000 + 0x0e00c
49 * bit[7:6] = 0b00
50 * (3<<(6+16)) | (0<<6)
51 */
52 *GRF_GPIO2D_IOMUX = (3<<(6+16)) | (0<<6);
53
54 /* c. 设置 GPIO2_D3作为 output引脚
55 * set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO2_D3 as output
56 * GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF780000 + 0x0004
57 * bit[27] = 0b1
58 */
59 *GPIO2_SWPORTA_DDR |= (1<<27);
60 }
61 return 0;
62 }
63
led_operations结构体中有 ctl函数指针，它指向 board_demo_led_ctl函数，在里面将会根据参数设置 LED引脚的输出电平：
64 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制 LED, which-哪个 LED, status:1-亮, 0-灭*/
65 {
66 //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");
67 if (which == 0)
68 {
69 if (status) /* on: output 1 */
70 {
71 /* d. 设置 GPIO2_D3输出高电平
72 * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 1
73 * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000
74 * bit[27] = 0b1
75 */
76 *GPIO2_SWPORTA_DR |= (1<<27);
77 }
78 else /* off : output 0 */
79 {
80 /* e. 设置 GPIO2_D3输出低电平
81 * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 0
82 * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000
83 * bit[27] = 0b0
84 */
85 *GPIO2_SWPORTA_DR &= ~(1<<27);
86 }
87 }
88 return 0;
89 }
90
下面的 get_board_led_opr函数供上层调用，给上层提供 led_operations结构体：
97 struct led_operations *get_board_led_opr(void)
98 {
99 return &board_demo_led_opr;
100 }
101
7.3.4 上机实验
首先设置工具链，然后修改驱动程序 Makefile指定内核源码路径，就可以编译驱动程序和测试程序了。 启动开发板，挂载 NFS文件系统，这样就可以访问到 Ubuntu中的文件。 最后，就可以在开发板上进行下列测试。
7.3.4.1 RK3288
# insmod xxxxxx_led.ko
# ./ledtest /dev/xxxxxx_led0 on
# ./ledtest /dev/xxxxxx_led0 off
7.3.4.2 RK3399
要先禁止内核中原来的 LED驱动，把“heatbeat”功能关闭，执行以下命令即可：
# echo none > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:heartbeat/trigger
# echo none > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:user/trigger
# echo none > /sys/class/leds/firefly\:red\:power/trigger
这样就可以使用我们的驱动程序做实验了：
# insmod xxxxxx_led.ko
# ./ledtest /dev/xxxxxx_led0 on
# ./ledtest /dev/xxxxxx_led0 off
如果想恢复原来的心跳功能，可以执行：
# echo heartbeat > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:heartbeat/trigger
# echo heartbeat > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:user/trigger
# echo heartbeat > /sys/class/leds/firefly\:red\:power/trigger
7.3.5 课后作业
a. 在驱动里有 ioremap，什么时候执行 iounmap？请完善程序
b. 视频里我们只实现了点一个 LED，请修改代码实现操作所有 LED