基于i.MX6ULL點亮LED

都說入門一款芯片的第一步是點亮LED，但是i.MX6ULL入門門檻比較高，特別是通過自學(xué)入門的，這個系列已經(jīng)寫了好久了，最近打算在項目不急的時候加快一下學(xué)習(xí)進度，現(xiàn)在就開始學(xué)習(xí)一下怎么點亮一個LED，前邊學(xué)的框架就是為了點亮LED做基礎(chǔ)，點亮LED主要是學(xué)習(xí)怎么操作實際地址，都知道內(nèi)核是不能直接操作地址的，就需要通過內(nèi)核提供的API去操作實際地址；

|測試寫入

在點亮LED前先測試一下APP往驅(qū)動寫入數(shù)據(jù)，避免寫入數(shù)據(jù)階段就出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，再往下寫就沒多大意義；

chrdevbaseApp.c文件

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"


/*
 * @description    : main主程序
 * @param - argc   : argv數(shù)組元素個數(shù)
 * @param - argv   : 具體參數(shù)
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
  int fd, retvalue;
  char *filename;
  char writebuf[100];
  unsigned char databuf[1];


  if(argc != 3){
    printf("[APP]Error Usage!
");
    return -1;
  }


  filename = argv[1];


  /* 打開驅(qū)動文件 */
  fd  = open(filename, O_RDWR);
  if(fd < 0){
    printf("[APP]Can't open file %s
", filename);
    return -1;
  }


  /* 把第三個參數(shù)賦值給databuf */
  databuf[0] = atoi(argv[2]);


  /* 向設(shè)備驅(qū)動寫數(shù)據(jù) */
  memcpy(writebuf, databuf, sizeof(databuf));
  retvalue = write(fd, writebuf, sizeof(databuf));
  if(retvalue < 0){
    printf("[APP]write file %s failed!
", filename);
  }


  /* 關(guān)閉設(shè)備 */
  retvalue = close(fd);
  if(retvalue < 0){
    printf("[APP]Can't close file %s
", filename);
    return -1;
  }


  return 0;
}

chrdevbase.c文件

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


#define CHRDEVBASE_CNT      1    /* 設(shè)備號個數(shù) */
#define CHRDEVBASE_NAME   "chrdevbase"  /* 名字 */


/* chrdevbase 設(shè)備結(jié)構(gòu)體 */
struct newchr_dev{
  dev_t devid;       /* 設(shè)備號 */
  struct cdev cdev;     /* cdev */
  struct class *class;   /* 類 */
  struct device *device;   /* 設(shè)備 */
  int major;         /* 主設(shè)備號 */
  int minor;         /* 次設(shè)備號 */
};


struct newchr_dev chrdevbase;/* 自定義字符設(shè)備 */


/*
 * @description    : 打開設(shè)備
 * @param - inode   : 傳遞給驅(qū)動的inode
 * @param - filp   : 設(shè)備文件，file結(jié)構(gòu)體有個叫做private_data的成員變量
 *             一般在open的時候?qū)rivate_data指向設(shè)備結(jié)構(gòu)體。
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
static int chrdevbase_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  printk("[BSP]chrdevbase open!
");
  filp->private_data = &chrdevbase; /* 設(shè)置私有數(shù)據(jù) */
  return 0;
}


/*
 * @description    : 從設(shè)備讀取數(shù)據(jù) 
 * @param - filp   : 要打開的設(shè)備文件(文件描述符)
 * @param - buf   : 返回給用戶空間的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
 * @param - cnt   : 要讀取的數(shù)據(jù)長度
 * @param - offt   : 相對于文件首地址的偏移
 * @return       : 讀取的字節(jié)數(shù)，如果為負值，表示讀取失敗
 */
static ssize_t chrdevbase_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
  printk("chrdevbase read!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 向設(shè)備寫數(shù)據(jù) 
 * @param - filp   : 設(shè)備文件，表示打開的文件描述符
 * @param - buf   : 要寫給設(shè)備寫入的數(shù)據(jù)
 * @param - cnt   : 要寫入的數(shù)據(jù)長度
 * @param - offt   : 相對于文件首地址的偏移
 * @return       : 寫入的字節(jié)數(shù)，如果為負值，表示寫入失敗
 */
static ssize_t chrdevbase_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
  int retvalue = 0;
  char writebuf[1];


  /* 接收用戶空間傳遞給內(nèi)核的數(shù)據(jù)并且打印出來 */
  retvalue = copy_from_user(writebuf, buf, cnt);
  printk("[BSP]kernel recevdata data:%d!
",writebuf[0]);


  // printk("chrdevbase write!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 關(guān)閉/釋放設(shè)備
 * @param - filp   : 要關(guān)閉的設(shè)備文件(文件描述符)
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
static int chrdevbase_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  printk("[BSP]release!
");
  return 0;
}


/*
 * 設(shè)備操作函數(shù)結(jié)構(gòu)體
 */
static struct file_operations chrdevbase_fops = {
  .owner = THIS_MODULE,  
  .open = chrdevbase_open,
  .read = chrdevbase_read,
  .write = chrdevbase_write,
  .release = chrdevbase_release,
};


/*
 * @description  : 驅(qū)動入口函數(shù) 
 * @param     : 無
 * @return     : 0 成功;其他 失敗
 */
static int __init chrdevbase_init(void)
{
  /* 注冊字符設(shè)備驅(qū)動 */
  /* 1、創(chuàng)建設(shè)備號 */
  if (chrdevbase.major) { /* 定義了設(shè)備號 */
    chrdevbase.devid = MKDEV(chrdevbase.major, 0);
    register_chrdev_region(chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT, CHRDEVBASE_NAME);
  } else { /* 沒有定義設(shè)備號 */
    alloc_chrdev_region(&chrdevbase.devid, 0, CHRDEVBASE_CNT,CHRDEVBASE_NAME); /* 申請設(shè)備號 */
    chrdevbase.major = MAJOR(chrdevbase.devid); /* 獲取主設(shè)備號 */
    chrdevbase.minor = MINOR(chrdevbase.devid); /* 獲取次設(shè)備號 */
  }
  printk("newcheled major=%d,minor=%d
",chrdevbase.major,chrdevbase.minor);


  /* 2、初始化 cdev */
  chrdevbase.cdev.owner = THIS_MODULE;
  cdev_init(&chrdevbase.cdev, &chrdevbase_fops);


  /* 3、添加一個 cdev */
  cdev_add(&chrdevbase.cdev, chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT);


  /* 4、創(chuàng)建類 */
  chrdevbase.class = class_create(THIS_MODULE, CHRDEVBASE_NAME);
  if (IS_ERR(chrdevbase.class)) {
    return PTR_ERR(chrdevbase.class);
  }


  /* 5、創(chuàng)建設(shè)備 */
  chrdevbase.device = device_create(chrdevbase.class, NULL,chrdevbase.devid, NULL, CHRDEVBASE_NAME);
  if (IS_ERR(chrdevbase.device)) {
    return PTR_ERR(chrdevbase.device);
  }


  return 0;
}


/*
 * @description  : 驅(qū)動出口函數(shù)
 * @param     : 無
 * @return     : 無
 */
static void __exit chrdevbase_exit(void)
{
  /* 注銷字符設(shè)備 */
  cdev_del(&chrdevbase.cdev);/* 刪除 cdev */
  unregister_chrdev_region(chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT);/* 注銷設(shè)備號 */


  device_destroy(chrdevbase.class, chrdevbase.devid);/* 銷毀設(shè)備 */
  class_destroy(chrdevbase.class);/* 銷毀類 */


  printk("[BSP]chrdevbase exit!
");
}


/* 
 * 將上面兩個函數(shù)指定為驅(qū)動的入口和出口函數(shù) 
 */
module_init(chrdevbase_init);
module_exit(chrdevbase_exit);


/* 
 * LICENSE和作者信息
 */
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

實測操作如下圖所示，沒有問題就可以繼續(xù)編寫！

|寄存器點亮LED

測試寫入沒有問題就繼續(xù)補充驅(qū)動，通過配置寄存器來實現(xiàn)點亮LED，不同板子LED燈在不同的GPIO上，根據(jù)實際配置，下方是補充完整的驅(qū)動：

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


#define CHRDEVBASE_CNT      1    /* 設(shè)備號個數(shù) */
#define CHRDEVBASE_NAME   "chrdevbase"  /* 名字 */


#define LEDOFF 0 /* 關(guān)燈 */
#define LEDON 1 /* 開燈 */


/* 寄存器物理地址 */
// GPIO1時鐘
#define CCM_CCGR1_BASE (0X020C406C)
// GPIO1 多路選擇
#define SW_MUX_GPIO1_IO04_BASE  (0X020E006C)
// GPIO模式配置
#define SW_PAD_GPIO1_IO04_BASE  (0X020E02F8)
#define GPIO1_DR_BASE (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE (0X0209C004)


/* 映射后的寄存器虛擬地址指針 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO04;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO04;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;


/* chrdevbase 設(shè)備結(jié)構(gòu)體 */
struct newchr_dev{
  dev_t devid;       /* 設(shè)備號 */
  struct cdev cdev;     /* cdev */
  struct class *class;   /* 類 */
  struct device *device;   /* 設(shè)備 */
  int major;         /* 主設(shè)備號 */
  int minor;         /* 次設(shè)備號 */
};


struct newchr_dev chrdevbase;/* 自定義字符設(shè)備 */


/*
* @description : LED 打開/關(guān)閉
* @param - sta : LEDON(0) 打開 LED，LEDOFF(1) 關(guān)閉 LED
* @return : 無
*/
void led_switch(u8 sta)
{
  u32 val = 0;
  if(sta == LEDON) {
    val = readl(GPIO1_DR);
    val &= ~(1 << 4); 
    writel(val, GPIO1_DR);
  }else if(sta == LEDOFF) {
    val = readl(GPIO1_DR);
    val|= (1 << 4);
    writel(val, GPIO1_DR);
  } 
}


/*
* @description : LED 硬件初始化
* @param : 無
* @return : 無
*/
void led_hal_init(void)
{
  u32 val = 0;


  /* 初始化 LED */
  /* 1、寄存器地址映射 */
  IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);
  SW_MUX_GPIO1_IO04 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO04_BASE, 4);
  SW_PAD_GPIO1_IO04 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO04_BASE, 4);
  GPIO1_DR = ioremap(GPIO1_DR_BASE, 4);
  GPIO1_GDIR = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE, 4);


  /* 2、使能 GPIO1 時鐘 */
  val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
  val &= ~(3 << 26); /* 清楚以前的設(shè)置 */
  val |= (3 << 26); /* 設(shè)置新值 */
  writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);


  /* 3、設(shè)置 GPIO1_IO04 的復(fù)用功能，將其復(fù)用為
  * GPIO1_IO04，最后設(shè)置 IO 屬性。
  */
  writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO04);


  /* 寄存器 SW_PAD_GPIO1_IO04 設(shè)置 IO 屬性 */
  writel(0xD0B1, SW_PAD_GPIO1_IO04);


  /* 4、設(shè)置 GPIO1_IO04 為輸出功能 */
  val = readl(GPIO1_GDIR);
  val &= ~(1 << 4); /* 清除以前的設(shè)置 */
  val |= (1 << 4); /* 設(shè)置為輸出 */
  writel(val, GPIO1_GDIR);


  /* 5、默認關(guān)閉 LED */
  val = readl(GPIO1_DR);
  val |= (1 << 4); 
  writel(val, GPIO1_DR);
}


/*
* @description : 取消映射
* @param : 無
* @return : 無
*/
void led_hal_exit(void)
{
  iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
  iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO04);
  iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO04);
  iounmap(GPIO1_DR);
  iounmap(GPIO1_GDIR);
}


/*
 * @description    : 打開設(shè)備
 * @param - inode   : 傳遞給驅(qū)動的inode
 * @param - filp   : 設(shè)備文件，file結(jié)構(gòu)體有個叫做private_data的成員變量
 *             一般在open的時候?qū)rivate_data指向設(shè)備結(jié)構(gòu)體。
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
static int chrdevbase_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  printk("[BSP]chrdevbase open!
");
  filp->private_data = &chrdevbase; /* 設(shè)置私有數(shù)據(jù) */
  return 0;
}


/*
 * @description    : 從設(shè)備讀取數(shù)據(jù) 
 * @param - filp   : 要打開的設(shè)備文件(文件描述符)
 * @param - buf   : 返回給用戶空間的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
 * @param - cnt   : 要讀取的數(shù)據(jù)長度
 * @param - offt   : 相對于文件首地址的偏移
 * @return       : 讀取的字節(jié)數(shù)，如果為負值，表示讀取失敗
 */
static ssize_t chrdevbase_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
  printk("chrdevbase read!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 向設(shè)備寫數(shù)據(jù) 
 * @param - filp   : 設(shè)備文件，表示打開的文件描述符
 * @param - buf   : 要寫給設(shè)備寫入的數(shù)據(jù)
 * @param - cnt   : 要寫入的數(shù)據(jù)長度
 * @param - offt   : 相對于文件首地址的偏移
 * @return       : 寫入的字節(jié)數(shù)，如果為負值，表示寫入失敗
 */
static ssize_t chrdevbase_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
  int retvalue = 0;
  char writebuf[1];


  /* 接收用戶空間傳遞給內(nèi)核的數(shù)據(jù)并且打印出來 */
  retvalue = copy_from_user(writebuf, buf, cnt);
  printk("[BSP]kernel recevdata data:%d!
",writebuf[0]);


  if(writebuf[0] == LEDON) { 
    led_switch(LEDON); /* 打開 LED 燈 */
  } else if(writebuf[0] == LEDOFF) {
    led_switch(LEDOFF); /* 關(guān)閉 LED 燈 */
  }


  // printk("chrdevbase write!
");
  return 0;
}


/*
 * @description    : 關(guān)閉/釋放設(shè)備
 * @param - filp   : 要關(guān)閉的設(shè)備文件(文件描述符)
 * @return       : 0 成功;其他 失敗
 */
static int chrdevbase_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  printk("[BSP]release!
");
  return 0;
}


/*
 * 設(shè)備操作函數(shù)結(jié)構(gòu)體
 */
static struct file_operations chrdevbase_fops = {
  .owner = THIS_MODULE,  
  .open = chrdevbase_open,
  .read = chrdevbase_read,
  .write = chrdevbase_write,
  .release = chrdevbase_release,
};


/*
 * @description  : 驅(qū)動入口函數(shù) 
 * @param     : 無
 * @return     : 0 成功;其他 失敗
 */
static int __init chrdevbase_init(void)
{
  /* 初始化硬件 */
  led_hal_init();


  /* 注冊字符設(shè)備驅(qū)動 */
  /* 1、創(chuàng)建設(shè)備號 */
  if (chrdevbase.major) { /* 定義了設(shè)備號 */
    chrdevbase.devid = MKDEV(chrdevbase.major, 0);
    register_chrdev_region(chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT, CHRDEVBASE_NAME);
  } else { /* 沒有定義設(shè)備號 */
    alloc_chrdev_region(&chrdevbase.devid, 0, CHRDEVBASE_CNT,CHRDEVBASE_NAME); /* 申請設(shè)備號 */
    chrdevbase.major = MAJOR(chrdevbase.devid); /* 獲取主設(shè)備號 */
    chrdevbase.minor = MINOR(chrdevbase.devid); /* 獲取次設(shè)備號 */
  }
  printk("newcheled major=%d,minor=%d
",chrdevbase.major,chrdevbase.minor);


  /* 2、初始化 cdev */
  chrdevbase.cdev.owner = THIS_MODULE;
  cdev_init(&chrdevbase.cdev, &chrdevbase_fops);


  /* 3、添加一個 cdev */
  cdev_add(&chrdevbase.cdev, chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT);


  /* 4、創(chuàng)建類 */
  chrdevbase.class = class_create(THIS_MODULE, CHRDEVBASE_NAME);
  if (IS_ERR(chrdevbase.class)) {
    return PTR_ERR(chrdevbase.class);
  }


  /* 5、創(chuàng)建設(shè)備 */
  chrdevbase.device = device_create(chrdevbase.class, NULL,chrdevbase.devid, NULL, CHRDEVBASE_NAME);
  if (IS_ERR(chrdevbase.device)) {
    return PTR_ERR(chrdevbase.device);
  }


  return 0;
}


/*
 * @description  : 驅(qū)動出口函數(shù)
 * @param     : 無
 * @return     : 無
 */
static void __exit chrdevbase_exit(void)
{
  /* 取消映射 */
  led_hal_exit();


  /* 注銷字符設(shè)備 */
  cdev_del(&chrdevbase.cdev);/* 刪除 cdev */
  unregister_chrdev_region(chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT);/* 注銷設(shè)備號 */


  device_destroy(chrdevbase.class, chrdevbase.devid);/* 銷毀設(shè)備 */
  class_destroy(chrdevbase.class);/* 銷毀類 */


  printk("[BSP]chrdevbase exit!
");
}


/* 
 * 將上面兩個函數(shù)指定為驅(qū)動的入口和出口函數(shù) 
 */
module_init(chrdevbase_init);
module_exit(chrdevbase_exit);


/* 
 * LICENSE和作者信息
 */
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

| 細節(jié)剖析

1、先看地址定義，包括物理地址和映射后的地址指針：

2、再看具體的配置，封裝在led_hal_init函數(shù)中：

void led_hal_init(void)
{
  // LED 硬件初始化
}

3、再看輸出電平配置，封裝在led_switch函數(shù)中：

void led_switch(u8 sta)
{
//電平配置
}

4、再看調(diào)用位置，一般在加載驅(qū)動的時候就初始化寄存器，在寫函數(shù)中判斷參數(shù)來進行亮滅切換；

5、最后注銷驅(qū)動的時候，需要把映射地址進行取消，一般都是初始化申請了什么資源，注銷的時候就需要釋放什么資源；

6、多次注銷和加載驅(qū)動，看看效果是否正常，注意野火的板子是多彩燈，只操作一個gpio效果不是很明顯，上面的代碼就是控制R燈的亮滅；

又學(xué)會了一種點燈方式，在點燈的道路上越走越遠，哈哈哈！