树莓派寄存器阅读

驱动开发的两大利器就是开发手册和电路图，但是树莓派在开发手册中就已经将相应的寄存器已经写出来了，所以不需要看电路图，只看开发手册就可以进行开发。

进行IO口的驱动，所以在开发手册中找到对应的IO篇章，进行开发
有的芯片手册给的是物理地址，bcm2835给的是总线地址

GPFSEL0 GPIO Function Select 0：功能选择输入/输出

GPSET0 GPIO Pin Output Set 0 ：设置输出为1（set就是置1的意思）
0 = No effect
1 = Set GPIO pin n

GPCLR0 GPIO Pin Output Clear 0：清0
0 = No effect
1 = Clear GPIO pin n

每个寄存器都是32位

编写操控io的代码

关于树莓派的cpu型号：

使用pinout

使用cat /proc/cpuinfo

查阅资料：

查阅资料发现树莓派3b的CPU型号就是BCM2709，也就是pinout中的BCM2827

要先确定IO空间的起始地址（物理地址）

ps：树莓派3B的是cpu型号为bcm2709.

0x3F00 0000就是IO外围设备的起始物理地址

我们需要确定GPFSEL0的物理地址，就要找出偏移量

可以得到物理地址：0x3F00 0000+（0x7E20 0000- 0x7E00 0000）=0x3F20 0000

GPFSEL0的地址为：0x3F20 0000；
GPSET0的地址为： 0x3F20 001C；
GPCLR0的地址为： 0x3F20 0028；

我们得到的是物理地址是不可以直接操作的，我们需要转化成虚拟地址，通过调用函数：__ioremap

void __iomem * __ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size, unsigned long flags);ioremap宏定义在asm/io.h内：#define ioremap(cookie,size)           __ioremap(cookie,size,0)

参数：
phys_addr：要映射的起始的IO地址

size：要映射的空间的大小

flags：要映射的IO空间和权限有关的标志

驱动代码编写

基于驱动框架的代码进行修改

sed -ir ‘s/hello/pin4/g’ pin4_drv.c （把pin4_drv.c里面所有的hello替换成pin4）

sed -ir ‘s/关键字/目标关键字/g’ 文件

先定义寄存器的地址

错误示范：

这样直接定义是不对的，linux中代码访问的是虚拟地址，所以我们需要在入口函数把物理地址转化为虚拟地址

寄存器地址先初始化为NULL

volatile的作用：防止编译器对代码优化，变量值是直接从变量地址中读取和存储的

驱动加载的时候在入口函数对寄存器地址赋值

在open的时候配置pin4为输出引脚

在write函数获取用户层的数据，根据这个数据来操作io口输出高电平或者低电平

copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n)
//从用户空间拷贝数据到内核空间
*to    :将数据拷贝到内核的地址
*from  :需要拷贝数据的地址
n      :拷贝数据的长度（字节）
也就是将form地址中的数据拷贝到to地址中去，拷贝长度是n

并且在出口函数解除寄存器的地址映射（防止风险）

完整代码

include <linux/fs.h>            //file_operations声明
#include <linux/module.h>    //module_init  module_exit声明
#include <linux/init.h>      //__init  __exit 宏定义声明
#include <linux/device.h>        //class  devise声明
#include <linux/uaccess.h>   //copy_from_user 的头文件
#include <linux/types.h>     //设备号  dev_t 类型声明
#include <asm/io.h>          //ioremap iounmap的头文件volatile unsigned int* GPFSEL0=NULL;      //volatile不会因编译器的优化而省略，每次直接读值
volatile unsigned int* GPSET0=NULL;
volatile unsigned int* GPCLR0=NULL;static struct class *pin4_drv_class;
static struct device *pin4_drv_class_dev;/*1.确定主设备号*/
static dev_t devno;                //设备号
static int major = 231;                    //主设备号
static int minor = 0;                      //次设备号
static char *module_name = "pin4_drv";   //模块名
/*3.实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数*/static ssize_t pin4_drv_read (struct file * file, char __user * buf, size_t size, loff_t * offset){printk("pin4_drv_read\n");//printk打印在内核中的信息    return 0;
}static ssize_t pin4_drv_write (struct file * file, const char __user * buf, size_t size, loff_t * offset){char cmd;printk("pin4_drv_write\n");copy_from_user(&cmd,buf,size);printk("get is %c\n",cmd);if(cmd=='1'){printk("set 1\n");*GPSET0 |= 0x1 << 4;}else if(cmd=='0'){printk("set 0\n");*GPCLR0 |= 0x1 << 4;}else{printk("cmd undo\n");}return 0;
}static int pin4_drv_open (struct inode * node, struct file * file){printk("pin4_drv_open\n");//配置pin4引脚为输出引脚，bit 12-14 配置成001*GPFSEL0 &=~(0x6<<12);       //0x6  0110左移12位    取反后1001与运算 结果为把bit 13，14配置成0*GPFSEL0 |=(0x1<<12);        //把第12位配置成1        14～12位001输出000为输入 其中一共0～31位 return 0;
}/*2.定义自己的 file_operations 结构体*/
static const struct file_operations pin4_drv = {.owner          = THIS_MODULE,.open           = pin4_drv_open,.write          = pin4_drv_write,.read           = pin4_drv_read,};
/*4.实现入口函数,安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数*/
int __init pin4_drv_init(void)   //真实驱动入口
{int ret;devno = MKDEV(major, minor);  //创建设备号ret   = register_chrdev(major, module_name, &pin4_drv);  //注册驱动  告诉内核，把这个驱动加入到内核驱动的链表中pin4_drv_class=class_create(THIS_MODULE, "pin4 class");         //创建类,用代码在dev自动生成设备pin4_drv_class_dev=device_create(pin4_drv_class, NULL, devno, NULL, module_name);  //创建设备文件GPFSEL0=(volatile unsigned int *)ioremap(0x3F200000,4);   //第一个参数真正的物理地址，第二个参数映射的大小  一个寄存器32位有4个字节GPSET0=(volatile unsigned int*)ioremap(0x3F20001C,4);   //由于ioremap返回值是void*型需要强制转换 GPCLR0=(volatile unsigned int*)ioremap(0x3F200028,4);    //物理地址转换成虚拟地址printk("insmod drive pin4 success\n");return 0;
}/*5.实现出口函数,卸载驱动程序时，就会去调用这个入口函数*/
void __exit pin4_drv_exit(void)
{//和入口函数的顺序相反iounmap(GPFSEL0);       //iounmap函数用于取消ioremap（）所做的映射iounmap(GPSET0);iounmap(GPCLR0);device_destroy(pin4_drv_class, devno);class_destroy(pin4_drv_class);unregister_chrdev(major, module_name);  //卸载驱动}
/*其他完善：GPL协议 入口加载*/
module_init(pin4_drv_init);  //入口，内核加载该驱动的时候，这个宏被使用
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");

编译阶段

把写好的驱动文件拷贝到源码树目录的 /drivers/char 目录下
修改Makefile（为了在编译的时候生成.ko文件）
编译驱动代码(切回到源码树目录进行编译)
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules

测试阶段

把驱动文件拷贝到树莓派，并且安装驱动

安装驱动

驱动加载成功
编写测试程序拷贝到树莓派
测试程序：

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main(){int fd;char cmd;fd=open("/dev/pin4_drv",O_RDWR);if(fd==-1){printf("open failed\n");perror("reason");}else{printf("open success\n");}printf("imput 1 or 0\n1:pin4 set 1\n0:pin4 set 0\n");scanf("%c",&cmd);if(cmd=='1'){write(fd,"1",1);}else if (cmd=='0'){write(fd,"0",1);}else{printf("imput error\n");}return 0;
}

在lUbuntu交叉编译后把程序拷贝到树莓派，然后在树莓派运行

测试结果：用dmesg查看内核打印信息

查看io口状态：

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