Led驱动实验之Led灯初始化

一.  简介

本文继上一篇文章的学习，上一篇文章初步写好了 Led驱动框架代码的。

文章地址如下：

LED驱动框架代码的实现-CSDN博客

本文继续 Led灯驱动代码的实现，主要学习编写 Led灯 IO的初始化工作。

二.  Led驱动的 IO 初始化说明

1.  地址映射

前面进行 Led灯裸机开发实验时，关于 Led的 IO初始化工作包括如下：

1. 使能时钟信号，即设置 Led灯相关的时钟IO口 
2. 复用功能，即设置为 GPIO功能
3. 配置电气属性
4. 设置为输出功能

同理，LED驱动实验中，关于 IO初始化工作也如上。IO初始化工作就是向相关寄存器写入数据。Linux系统有 MMU（memory manage unit）的存在，所以Linux 不能直接访问寄存器的物理地址，MMU会负责将寄存器的物理地址映射为虚拟地址。

所以，Linux驱动开发中，Linux 访问的是 寄存器的虚拟地址值。这里就需要进行地址映射，即将Led灯 IO初始化相关的寄存器物理地址映射为虚拟地址。

参考之前 Led裸机实验，可以找到 Led涉及的寄存器的物理地址，如下：

//寄存器物理地址
#define  CCM_CCGR1_BASE          (0X020C406C)
#define  SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE  (0X020E0068)
#define  SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE  (0X020E02F4)
#define  GPIO1_GDIR_BASE         (0X0209C004)
#define  GPIO1_DR_BASE           (0X0209C000)

地址映射函数

进行地址映射时，会调用到  ioremap() 函数，定 义 在 内核源码 arch/arm/include/asm/io.h 文件中，定义如下：

#define ioremap(cookie,size) __arm_ioremap((cookie), (size), 
MT_DEVICE)
 
void __iomem * __arm_ioremap(phys_addr_t phys_addr, size_t size, 
unsigned int mtype)
{
 return arch_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype,
 __builtin_return_address(0));
}

从上面函数返回值可以看出，这里需要定义一组 __iomem* 类型的指针，存放地址映射后的虚拟地址值：

//地址映射后的虚拟地址指针
static __iomem *  IMX6ULL_CCM_CCGR1;
static __iomem *  IMX6ULL_SW_MUX_GPIO1_IO03;
static __iomem *  IMX6ULL_SW_PAD_GPIO01_IO03;
static __iomem *  IMX6ULL_GDIR;
static __iomem *  IMX6ULL_DR;

关于 ioremap函数的参数传递，之前做过介绍：

Linux系统中的地址映射-CSDN博客

地址映射工作写在 led_init() 函数中，模块卸载接口 led_exit()接口中要进行取消，即取消地址映射。

2.  IO 初始化工作

led灯 IO初始化工作，一般写在 驱动模块加载接口，或者 打开设备接口中。

注意：使用 ioremap 函数将寄存器的物理地址映射到虚拟地址以后，我们就可以直接通过指针访问这些地址，但是 Linux 内核不建议 这么做，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。

前面有过介绍：需要调用 readl()函数与 writel()函数。

IO内存访问函数-CSDN博客

这里我写在 加载驱动模块接口中，这里即写在 led_init() 函数中。Led灯 IO 初始化工作包括如下：

（1）使能 Led时钟

参考 Led灯硬件原理图可知， Led灯所使用 IO口是 GPIO01_IO03。结合 IMX6ULL芯片参考手册知道，所以，Led的 使能时钟引脚为 CCM_CCGR1寄存器的 26~27位：

（2）复用为 GPIO功能。

（3）配置电气属性。

（4）设置为输出功能。

以上 Led 的IO初始化工作，可以参考 Led 裸机开发代码的配置。

三.  代码实现

实现 2_led工程中 IO初始化工作， led.c 文件中代码实现如下：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define  LED_MAJOR   200   //Led的主设备号
#define  LED_NAME    "led" //Led灯的名字

//寄存器物理地址
#define  CCM_CCGR1_BASE          (0X020C406C)
#define  SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE  (0X020E0068)
#define  SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE  (0X020E02F4)
#define  GPIO1_GDIR_BASE         (0X0209C004)
#define  GPIO1_DR_BASE           (0X0209C000)

//地址映射后的虚拟地址指针
static void __iomem *  IMX6ULL_CCM_CCGR1;
static void __iomem *  IMX6ULL_SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *  IMX6ULL_SW_PAD_GPIO01_IO03;
static void __iomem *  IMX6ULL_GDIR;
static void __iomem *  IMX6ULL_DR;

 //打开Led设备
static int led_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

// 向Led设备写数据
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
    return 0;
}

 //关闭/释放设备
static int led_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

static const struct file_operations led_fops=
{
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = led_open,
    .write = led_write,
	.release = led_release,
 };

//Led驱动模块入口函数
static int __init led_init(void)
{  
    int ret = 0;
    int value = 0;
    printk("led_init!\r\n");

    /* Led灯的IO初始化 */
    //地址映射
    IMX6ULL_CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);
    IMX6ULL_SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4);
    IMX6ULL_SW_PAD_GPIO01_IO03 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE, 4);
    IMX6ULL_GDIR = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE, 4);
    IMX6ULL_DR = ioremap(GPIO1_DR_BASE, 4);

    //使能 Led时钟
    value = readl(IMX6ULL_CCM_CCGR1);
    value &= ~(3 << 26);
    value |= (3 << 26);
    writel(value, IMX6ULL_CCM_CCGR1);

    //复用为 GPIO功能
    writel(0x05, IMX6ULL_SW_MUX_GPIO1_IO03);

    //配置电气属性
    writel(0X10B0, IMX6ULL_SW_PAD_GPIO01_IO03);

    //设置为输出功能
    value = readl(IMX6ULL_GDIR);
    value |= (1 << 3);
    writel(value, IMX6ULL_GDIR);

    //设置为低电平，打开 Led灯
    value = readl(IMX6ULL_DR);
    value &= ~(1 << 3);
    writel(value, IMX6ULL_DR);

    //注册字符设备
    ret = register_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME, &led_fops);
	if(ret < 0)
    {
        printk("led device register failed!\r\n");
        return -EIO;
    }		  
    return 0;
}

//Led驱动模块出口函数
static void __exit led_exit(void)
{
    int value = 0;
    printk("led_exit!\r\n");
    value = readl(IMX6ULL_DR);
    value |= (1 << 3);
    writel(value, IMX6ULL_DR);

    //取消地址映射
    iounmap(IMX6ULL_CCM_CCGR1);
    iounmap(IMX6ULL_SW_MUX_GPIO1_IO03);
    iounmap(IMX6ULL_SW_MUX_GPIO1_IO03);
    iounmap(IMX6ULL_GDIR);
    iounmap(IMX6ULL_DR);

    //卸载字符设备
    unregister_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME);
}

module_init(led_init); //入口
module_exit(led_exit); //出口

MODULE_LICENSE("GPL"); //模块 licence
MODULE_AUTHOR("lingxuewu"); //模块作者

下一篇文章编译 这里的代码，加载 Led驱动模块，打开或关闭 Led灯。