EMMC 驱动加载

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lemon 2024-10-29 20:26:00

文章标签 EMMC 驱动加载 linux 运维服务器 #include 文章分类 机器学习人工智能

文章目录

前言
一、地址映射
二、I/O 内存访问函数

读函数
写函数

三、编程实战

1、驱动文件
2、应用文件
3、加载驱动
4、应用文件测试

前言

在linux驱动中点亮LED，与裸机实验不同的是，在 Linux 下编写驱动要符合 Linux的驱动框架。

一、地址映射

MMU 全称叫做 MemoryManage Unit，也就是内存管理单元。
①、完成虚拟空间到物理空间的映射。
②、内存保护，设置存储器的访问权限，设置虚拟存储空间的缓冲特性。
Linux 内核启动的时候会初始化 MMU，设置好内存映射，设置好以后 CPU 访问的都是虚拟地址，所以在linux系统中不能直接使用物理地址，而使用虚拟地址。物理地址和虚拟地址的转换。ioremap 和 iounmap。

#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));
 }

void iounmap (volatile void __iomem *addr)

二、I/O 内存访问函数

在内存映射后，需要使用一系列的读写函数读内存进行操作。

读函数

u8 readb(const volatile void __iomem *addr)
u16 readw(const volatile void __iomem *addr)
u32 readl(const volatile void __iomem *addr)
//8bit、 16bit 和 32bit 写操作

写函数

void writeb(u8 value, volatile void __iomem *addr)
void writew(u16 value, volatile void __iomem *addr)
 void writel(u32 value, volatile void __iomem *addr)
 //8bit、 16bit 和 32bit 写操作

三、编程实战

1、驱动文件

drvled.c文件

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>

#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

#define LED_CNT			1		  	/* 设备号个数 */
#define LED_NAME		"imx_led"	    /* 名字 */
#define LEDOFF 			0			/* 关灯 */
#define LEDON 			1			/* 开灯 */
 
//物理地址，手册中查找
#define CCM_CCGR1_BASE				(0X020C406C)	
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE		(0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE		(0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE				(0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE				(0X0209C004)

// 映射后的寄存器虚拟地址指针 
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;

/* led设备结构体 */
struct led_dev{
	dev_t devid;			/* 设备号 	 */
	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/
	struct class *class;		/* 类 		*/
	struct device *device;	/* 设备 	 */
	int major;				/* 主设备号	  */
	int minor;				/* 次设备号   */
};

struct led_dev led;	/* led设备 */

//控制LED的 ON / OFF
void led_switch(u8 sta)
{
	u32 val = 0;
	if(sta == LEDON) {
		val = readl(GPIO1_DR);
		val &= ~(1 << 3);	
		writel(val, GPIO1_DR);
	}else if(sta == LEDOFF) {
		val = readl(GPIO1_DR);
		val|= (1 << 3);	
		writel(val, GPIO1_DR);
	}	
}

//打开操作
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	filp->private_data = &led; /* 设置私有数据 */
	return 0;
}

//读操作
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	return 0;
}

//写操作
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	int retvalue;
	unsigned char databuf[1];
	unsigned char ledstat;

	retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
	if(retvalue < 0) {
		printk("kernel write failed!\r\n");
		return -EFAULT;
	}

	ledstat = databuf[0];

	if(ledstat == LEDON) {	
		led_switch(LEDON);		// ON 
	} else if(ledstat == LEDOFF) {
		led_switch(LEDOFF);	// OFF
	}
	return 0;
}

//释放函数
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}

//设备操作函数
static struct file_operations led_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = led_open,
	.read = led_read,
	.write = led_write,
	.release = 	led_release,
};

//入口函数，变化比较大，地址映射，设置寄存器时钟，复用，IO属性，GPIO属性等 ioremap readl  writel 函数使用
static int __init led_init(void)
{
	u32 val = 0;

	//寄存器地址映射
  	IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);
	SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4);
  	SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE, 4);
	GPIO1_DR = ioremap(GPIO1_DR_BASE, 4);
	GPIO1_GDIR = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE, 4);

	//使能GPIO1时钟
	val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
	val &= ~(3 << 26); 
	val |= (3 << 26); 
	writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);

	//复用 5 ATL5
	writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);
	
	//寄存器SW_PAD_GPIO1_IO03设置IO属性 
	writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);

	//GDIR 设置GPIO1_IO03为输出功能 
	val = readl(GPIO1_GDIR);
	val &= ~(1 << 3); 
	val |= (1 << 3); 
	writel(val, GPIO1_GDIR);

	//默认拉低DR
	val = readl(GPIO1_DR);
	val |= (1 << 3);	
	writel(val, GPIO1_DR);

	/* 注册字符设备驱动 */
	if (led.major) {		/*  定义了设备号 */
		led.devid = MKDEV(led.major, 0);
		register_chrdev_region(led.devid, LED_CNT, LED_NAME);
	} else {						
		alloc_chrdev_region(&led.devid, 0, LED_CNT, LED_NAME);	/* 申请设备号 */
		led.major = MAJOR(led.devid);	/* 主设备号 */
		led.minor = MINOR(led.devid);	/* 次设备号 */
	}
	
	led.cdev.owner = THIS_MODULE;
	//  初始化cdev 绑定fops
	cdev_init(&led.cdev, &led_fops);
	
	//添加一个cdev 
	cdev_add(&led.cdev, led.devid, LED_CNT);

	//创建类
	led.class = class_create(THIS_MODULE, LED_NAME);
	if (IS_ERR(led.class)) {
		return PTR_ERR(led.class);
	}

	//创建设备  
	led.device = device_create(led.class, NULL, led.devid, NULL, LED_NAME);
	if (IS_ERR(led.device)) {
		return PTR_ERR(led.device);
	}
	
	return 0;
}

//退出函数
static void __exit led_exit(void)
{
	// 取消映射 
	iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
	iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
	iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
	iounmap(GPIO1_DR);
	iounmap(GPIO1_GDIR);

	//注销字符设备驱动  
	cdev_del(&led.cdev);// 删除cdev 
	//注销设备号 
	unregister_chrdev_region(led.devid, LED_CNT); 
	//删除设备
	device_destroy(led.class, led.devid);
	//删除类
	class_destroy(led.class);
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("wyong");

Makefile文件

KERNELDIR := /home/wy/imx6ul/kernel
MAKE_ENV := ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

CURRENT_PATH := $(shell pwd)

#编译的驱动文件
obj-m := drvled.o

build: kernel_modules

kernel_modules:
	$(MAKE) $(MAKE_ENV) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules

clean:
	$(MAKE) $(MAKE_ENV) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

2、应用文件

led.c

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

#define LEDOFF 	0
#define LEDON 	1

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, retvalue;
	char *filename;
	unsigned char databuf[1];
	
	if(argc != 3){
		printf("Error Usage!\r\n");
		return -1;
	}

	filename = argv[1];

	/* 打开led驱动 */
	fd = open(filename, O_RDWR);
	if(fd < 0){
		printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
		return -1;
	}
	databuf[0] = atoi(argv[2]);	

	/* 向/dev/led文件写入数据 */
	retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
	if(retvalue < 0){
		printf("LED Control Failed!\r\n");
		close(fd);
		return -1;
	}
	retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */
	if(retvalue < 0){
		printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);
		return -1;
	}
	return 0;
}

命令行编译，生成led应用文件

arm-linux-gnueabihf-gcc  led.c -0 led

3、加载驱动

insmod drvled.ko

查看生成的节点文件

root@ATK-IMX6U:/opt/mnt/imx6ul/driver/imx_led# ls /dev/imx_led 
/dev/imx_led

4、应用文件测试

执行led应用程序 ./led /dev/imx_led 1 打开LED

root@ATK-IMX6U:/opt/mnt/imx6ul/driver/imx_led# ./led /dev/imx_led 1

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