• 驱动开发，stm32mp157a开发板的led灯控制实验

    1.实验目的

            编写LED灯的驱动，在应用程序中编写控制LED灯亮灭的代码逻辑实现LED灯功能的控制；

    2.LED灯相关寄存器分析

    LED1->PE10 LED1亮灭：

    RCC寄存器[4]->1 0X50000A28

    GPIOE_MODER[21:20]->01 (输出) 0X50006000

    GPIOE_ODR[10]->1(输出高电平) 0（输出低电平）0X50006014

    LED2->PF10 LED2亮灭：

    RCC寄存器[5]->1 0X50000A28

    GPIOE_MODER[21:20]->01 (输出) 0X50006000

    GPIOE_ODR[10]->1(输出高电平) 0（输出低电平）0X50006014

    LED3->PE8 LED3亮灭：

    RCC寄存器[4]->1 0X50000A28

    GPIOE_MODER[17:16]->01 (输出) 0X50006000

    GPIOE_ODR[8]->1(输出高电平) 0（输出低电平）0X50006014

    GPIOE_OTYPER默认为00

    GPIOE_PUPDR默认为0

    GPIOE_OSPEEDR默认为00

    3.编写代码

    ---Makefile---工程管理文件

    1. modname?=demo
    2. arch?=arm
    3. ifeq ($(arch),arm)
    4. KERNELDIR:= /home/ubuntu/FSMP1A/linux-stm32mp-5.10.61-stm32mp-r2-r0/linux-5.10.61 #编译生成ARM架构
    5. else
    6. KERNELDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build #编译生成X86架构
    7. endif
    8.  
    9. PWD:=$(shell pwd) #模块化编译文件路径
    10. all:
    11. 	make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
    12. clean:
    13. 	make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean
    14.  
    15. obj-m:=$(modname).o

    ---head.h---头文件

    1. #ifndef __HEAD_H__
    2. #define __HEAD_H__
    3.  
    4. typedef struct
    5. {
    6.     unsigned int MODER;
    7.     unsigned int OTYPER;
    8.     unsigned int OSPEEDR;
    9.     unsigned int PUPDR;
    10.     unsigned int IDR;
    11.     unsigned int ODR;   
    12. }gpio_t;
    13.  
    14. //LED1和LED3寄存器地址
    15. #define LED1_ADDR 0x50006000
    16. #define LED2_ADDR 0x50007000
    17. #define LED3_ADDR 0x50006000
    18. #define RCC_ADDR 0x50000A28
    19.  
    20. #endif

    ---mychrdev.c---驱动程序

    1. #include <linux/init.h>
    2. #include <linux/module.h>
    3. #include <linux/fs.h>
    4. #include <linux/uaccess.h>
    5. #include <linux/io.h>
    6. #include "head.h"
    7. #include<linux/device.h>
    8.  
    9. char kbuf[128] = {0};
    10. unsigned int major;
    11. gpio_t *vir_led1;
    12. gpio_t *vir_led2;
    13. gpio_t *vir_led3;
    14. unsigned int *vir_rcc;
    15.  
    16. struct class *cls;
    17. struct device *dev;
    18.  
    19. //封装操作方法
    20. int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
    21. {
    22.     printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    23.     return 0;
    24. }
    25.  
    26. ssize_t mycdev_read(struct file *file, char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
    27. {
    28.     int ret;
    29.     if(size > sizeof(kbuf))
    30.     {
    31.         size = sizeof(kbuf);
    32.     }
    33.     ret = copy_to_user(ubuf,kbuf,size);
    34.     if(ret)
    35.     {
    36.         printk("copy_to_user err\n");
    37.         return -EIO;
    38.     }
    39.  
    40.     return 0;
    41. }
    42. ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
    43. {
    44.     unsigned long ret;
    45.     if(size > sizeof(kbuf))
    46.     {
    47.         size = sizeof(kbuf);
    48.     }
    49.     ret = copy_from_user(kbuf,ubuf,size);
    50.     if(ret)
    51.     {
    52.         printk("copy_from_user err\n"); 
    53.         return -EIO;   
    54.     }
    55.     
    56.     switch(kbuf[0])
    57.     {
    58.         case '1':
    59.             if(kbuf[1] == '1')  //开灯
    60.                 vir_led1->ODR |= (0x1 << 10);
    61.             else if(kbuf[1] == '0')  //关灯
    62.                 vir_led1->ODR &= (~(0x1 << 10));
    63.             break;
    64.          case '2':
    65.             if(kbuf[1] == '1')  //开灯
    66.                 vir_led2->ODR |= (0x1 << 10);
    67.             else if(kbuf[1] == '0') //关灯
    68.                 vir_led2->ODR &= (~(0x1 << 10));
    69.             break;
    70.          case '3':
    71.             if(kbuf[1] == '1')  //开灯
    72.                 vir_led3->ODR |= (0x1 << 8);
    73.             else if(kbuf[1] == '0') //关灯
    74.                 vir_led3->ODR &= (~(0x1 << 8));
    75.             break;
    76.         default:
    77.             printk("输入错误\n"); 
    78.     }
    79.     return 0;
    80. }
    81. int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
    82. {
    83.     printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
    84.     return 0;
    85. }
    86.  
    87. struct file_operations fops={
    88.     .open=mycdev_open,
    89.     .read=mycdev_read,
    90.     .write=mycdev_write,
    91.     .release=mycdev_close,
    92. };
    93.  
    94. //相关寄存器地址映射及初始化
    95. int all_led_init(void)
    96. {
    97.     //相关寄存器的内存映射
    98.     vir_led1=ioremap(LED1_ADDR,sizeof(gpio_t));
    99.     if(vir_led1 == NULL)
    100.     {
    101.         printk("物理内存映射失败%d\n",__LINE__);
    102.         return -ENOMEM;
    103.     }
    104.  
    105.     vir_led2=ioremap(LED2_ADDR,sizeof(gpio_t));
    106.     if(vir_led2 == NULL)
    107.     {
    108.         printk("物理内存映射失败%d\n",__LINE__);
    109.         return -ENOMEM;
    110.     }
    111.  
    112.     vir_led3 = vir_led1;
    113.  
    114.     vir_rcc=ioremap(RCC_ADDR,4);
    115.     if(vir_rcc == NULL)
    116.     {
    117.         printk("物理内存映射失败%d\n",__LINE__);
    118.         return -ENOMEM;
    119.     }
    120.     printk("寄存器内存映射成功\n");
    121.  
    122.     //硬件寄存器的初始化
    123.     (*vir_rcc) |= (0x3 << 4);
    124.     
    125.     //LED1
    126.     vir_led1->MODER &= (~(0x3 << 20));
    127.     vir_led1->MODER |= (0x1 << 20);
    128.     vir_led1->ODR &= (~(0x1 << 10));
    129.  
    130.     //LED2
    131.     vir_led2->MODER &= (~(0x3 << 20));
    132.     vir_led2->MODER |= (0x1 << 20);
    133.     vir_led2->ODR &= (~(0x1 << 10));
    134.  
    135.     //LED3
    136.     vir_led3->MODER &= (~(0x3 << 16));
    137.     vir_led3->MODER |= (0x1 << 16);
    138.     vir_led3->ODR &= (~(0x1 << 8));
    139.  
    140.     printk("寄存器初始化成功\n");
    141.     return 0;
    142. }
    143.  
    144. //入口函数
    145. static int __init mycdev_init(void)
    146. {
    147. 	major = register_chrdev(0,"mychrdev",&fops);
    148.     if(major < 0)
    149.     {
    150.         printk("字符设备驱动注册失败\n");
    151.         return major;
    152.     }
    153.     printk("字符设备驱动注册成功:major=%d\n",major);
    154.  
    155.     //寄存器映射及初始化
    156.     all_led_init();
    157.  
    158.     //向上提交目录
    159.     cls = class_create(THIS_MODULE,"mychrdev");
    160.     if(IS_ERR(cls))
    161.     {
    162.         printk("向上提交目录失败\n");
    163.         return -PTR_ERR(cls);
    164.     }
    165.     printk("向上提交目录成功\n");
    166.  
    167.     //向上提交设备节点信息
    168.     int i;
    169.     for(i=0; i<3; i++)
    170.     {
    171.         dev = device_create(cls,NULL,MKDEV(major,i),NULL,"mychrdev%d",i);
    172.         if(IS_ERR(dev))
    173.         {
    174.             printk("向上提交设备节点信息失败\n");
    175.             return -PTR_ERR(dev);
    176.         }
    177.     }
    178.     printk("向上提交设备节点信息成功\n");
    179.  
    180. 	return 0;
    181. }
    182.  
    183. //出口函数
    184. static void __exit mycdev_exit(void)
    185. {
    186.     //销毁设备节点信息
    187.     int i;
    188.     for(i=0; i<3; i++)
    189.     {
    190.         device_destroy(cls,MKDEV(major,i));
    191.     }
    192.  
    193.     //销毁目录信息
    194.     class_destroy(cls);
    195.  
    196.     //取消物理内存的映射
    197.     iounmap(vir_led1);
    198.     iounmap(vir_led2);
    199.     iounmap(vir_rcc);
    200.     
    201.     //字符设备驱动注销
    202.     unregister_chrdev(major,"mychrdev");
    203. }
    204.  
    205. //声明
    206. //入口函数地址
    207. module_init(mycdev_init);
    208. //出口函数地址
    209. module_exit(mycdev_exit);
    210. //遵循的GPL协议
    211. MODULE_LICENSE("GPL");
    212.

    ---test.c---应用程序测试程序

    1. #include <stdio.h>
    2. #include <sys/types.h>
    3. #include <sys/stat.h>
    4. #include <fcntl.h>
    5. #include <unistd.h>
    6. #include <stdlib.h>
    7. #include <string.h>
    8.  
    9. int main(int argc,char const *argv[])
    10. {
    11.     char buf[128]={0};
    12.     int fd = open("/dev/mychrdev0",O_RDWR);
    13.  
    14.     if(fd < 0)
    15.     {
    16.         printf("设备文件打开失败\n");
    17.         exit(-1);
    18.     }
    19.     while(1)
    20.     {
    21.         printf("第一个字符：1(LED1) 2(LED2) 3(LED3)\n");
    22.         printf("第二个字符1(开灯)0(关灯)\n");
    23.         printf("输入控制灯的两个字符>>> ");
    24.        
    25.         fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
    26.         buf[strlen(buf)-1] = '\0';
    27.         //像设备文件中写
    28.         write(fd,buf,sizeof(buf));
    29.     }
    30.  
    31.     close(fd);
    32.     
    33.     return 0;  
    34. }

    4.测试

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