RICO BOARD驱动探索之旅_环境搭建与点亮LED

今天开始更新我的博客，一个专题： RICO BOARD驱动探索之旅
机缘巧合，我申请到了RICO BOARD，一直想自己玩玩，现在开播！！！
这款板的渊源我就不赘述了，它是以TI Sitara AM437X为处理器，优点我也省略，反正我是小白。
既然是小白，我就以小白的目光来开发这一套板的驱动（基于LINUX）

驱动开发准备工作：
（1）编译内核
     我用的是官方带的内核，按照说明书移植好编译工具链，然后直接按照说明编译即可；
   不过得改改Makefile
   ARCH 改为      ARCH   ?=arm
   ARCH 改为      CROSS_COMPILE   ?=arm-linux-gnueabihf-
（2）搭建NFS
   小白在此声明，板子和你的宿主机之间必须得传文件，你可用FTP,NFS,U盘，但是最方便的莫过于用NFS了。
   NFS的搭建网上是有的，但是在这里我还是写一写（搬）吧：
   （1）sudo apt-get install nfs-kernel-server
   （2）sudo vi /etc/exports
           添加/home/king/nfs *(rw,subtree_check,no_root_squash,no_all_squash,sync) //这是之后放文件的目录
   （3）chmod 777 –R /home/king/nfs
   （4）sudo vi /etc/default/nfs-kernel-server
           将RPCMOUNTDOPTS改为   RPCMOUNTDOPTS="-p 13100"
   （5）sudo service nfs-kernel-server restart
   到这儿应该就搭好了，我们做个测试：
   sudo mount -t nfs 127.0.0.1:/home/king/nfs /mnt    //咱先自个儿挂自个儿上面，然后试试


完成了以上工作，我们开始我们的第一个驱动开发：
   我是电子专业出身，所以玩过几款单片机，形成一个习惯：拿到一个板子，总想着先点亮一盏LED看看，这次就让我再任
   性一次吧，我们先来点个灯玩玩。

   我们先来说说单片机点灯要哪些个过程：
   （1）搞清楚灯在哪个管脚？
   （2）看芯片的手册，看看如何把对应的管脚配置成输出模式？
   （3）然后再看看怎样改变管脚的电平，使其变为低电平，LED就亮了？

   我们做LINUX驱动开发LED点亮呢？
   （1）搭建一个可用的字符设备驱动框架；
   （2）搞清楚灯在哪个管脚？
   （3）看芯片的手册，找到相关的寄存器的内存地址；
   （4）在初始化中完成寄存器的地址映射；
   （5）将LED操作函数填充到字符设备驱动框架中；

   有了这个思维，我想我们的工作就会简单很多。我们一步一步的走，不就点个灯嘛。。。
   （1）字符设备驱动框架代码

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define DEV_NAME "king"

struct class *king_class;
static struct device *this_dev;

int major=0;
dev_t dev_nr=0;

struct cdev king_cdev;

static int king_open(struct inode *pinode , struct file *pfile)
{
printk("king_open : Tring to open !!!\n");
return 0;
}

static int king_release(struct inode *pinode , struct file *pfile)
{
printk("king_open : Tring to release !!!\n");
}

ssize_t king_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
printk("king_read : king_dev is reading!!!\n");
return count;
}

ssize_t king_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
   printk("king_write : king_dev is writing!!!\n");
   return count;
}

static struct file_operations dev_ops =   //本设备的操作函数结构体
{
   .owner = THIS_MODULE,
   .open = king_open,
   .read = king_read,
   .write = king_write,
   .release = king_release,
};

int hello_init(void) //初始化一个字符设备
{
   int ret=0;
   printk("hello_init : king_dev is ins!!!\n");
   alloc_chrdev_region(&dev_nr,0,1,DEV_NAME);
   major = MAJOR(dev_nr);
   printk(DEV_NAME"'s major is %d (hello_init)\n",major);
   cdev_init(&king_cdev,&dev_ops);
   king_cdev.owner = THIS_MODULE;
   ret = cdev_add(&king_cdev,dev_nr,1);
   king_class = class_create(THIS_MODULE,"king_cdev");
   this_dev = device_create(king_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,DEV_NAME);
   printk("hello_init : enjoy yourself!\n");
   return 0;
}

int hello_exit(void)
{
   device_destroy(king_class,MKDEV(major,0));
   class_destroy(king_class);
   cdev_del(&king_cdev);
   unregister_chrdev_region(dev_nr,1);
   printk(KERN_ALERT"kernel:\t%s,Bye\n",KERN_ALERT);
   return 0;

}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

这个是我自己的一个字符设备驱动框架，亲测绝逼可用。然后我们要写一个Makefile:

KERN_DIR = /home/king/work/rico/kernel/linux-3.12.10-ti2013.12.01 #这个是你的内核目录

all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules

clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order

obj-m += king.o #要编译的模块的名字

然后直接make就好，把生成的king.ko放到板子里面，然后insmod就好了，你会找到/dev/king,这样就对了！！！

（2）不过不要开心的太早，接下来该看芯片手册了，如果正好你是小白且英语不好就随我看看，if not,跳过。
   找到general-purpose input/output这一章，其实就是GPIO,哈哈！！
   然后我们看看这段文字：
   The general-purpose interface combines six general-purpose input/output (GPIO) modules. Each GPIO
   module provides 32 dedicated general-purpose pins with input and output capabilities; thus, the
   generalpurpose interface supports up to 192 (6 × 32) pins
   讲的就是这款芯片的GPIO模块一共有6组，每组管脚有32个脚，都具有GPIO功能，最多达到192个管脚
   OK，我们略过对于GPIO管脚功能的大篇幅描述，直接取我们有用的信息，我长话短说：
        配置GPIO_OE Register：
           这个寄存器控制每个管脚的模式（输入，输出，中断），一共32位，代表32个管脚，将我们想要的管脚
           所对应的位设置为0就行。
       学习使用GPIO_CLRDATAOUT
           这个寄存器可以控制管脚的电平，只要对应的位为1，为0的位不受影响，则这个管脚的电平被拉低；
       学习使用GPIO_SETDATAOUT
           这个寄存器可以控制管脚的电平，只要对应的位为1，为0的位不受影响，则这个管脚的电平被拉高；
   好了，寄存器功能就搞定了！
   （3）下面你可以好好开心开心，我们找找LED在哪个GPIO口：
       在GPIO1_24~GPIO1_27，哈哈，我们这一步完成的很轻松；
   （4）找到寄存器的地址：
   首先去Memory Map 找GPIO1的地址，0x4804c000，其余寄存器找到其偏移值就行，加上去就好。
   （5）填入字符设备框架：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define DEV_NAME "king"

struct class *king_class;
static struct device *this_dev;

volatile unsigned long *gpio1_oe = NULL;
volatile unsigned long *gpio1_dataout = NULL;
volatile unsigned long *gpio1_clrdata = NULL;
volatile unsigned long *gpio1_setdata = NULL;

int major=0;
dev_t dev_nr=0;

struct cdev king_cdev;

static int king_open(struct inode *pinode , struct file *pfile)
{
printk("king_open : Tring to open !!!\n");

*gpio1_oe &= ~(1<<25); //对应的位清零
*gpio1_oe &= ~(1<<26);
*gpio1_oe &= ~(1<<27);

return 0;
}

static int king_release(struct inode *pinode , struct file *pfile)
{
   printk("king_open : Tring to release !!!\n");
   *gpio1_setdata |= 1<<25; //对应的位置1
   *gpio1_setdata |= 1<<26;
   *gpio1_setdata |= 1<<27;
}

ssize_t king_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
   printk("king_write : king_dev is writing!!!\n");

   *gpio1_clrdata |= 1<<25;
   *gpio1_setdata |= 1<<26;
   *gpio1_setdata |= 1<<27;

return count;
}

static struct file_operations dev_ops =
{
   .owner = THIS_MODULE,
   .open = king_open,
   .write = king_write,
   .release = king_release,
};

int hello_init(void)
{
   int ret=0;
   printk("hello_init : king_dev is ins!!!\n");
   alloc_chrdev_region(&dev_nr,0,1,DEV_NAME);
   major = MAJOR(dev_nr);
   printk(DEV_NAME"'s major is %d (hello_init)\n",major);
   cdev_init(&king_cdev,&dev_ops);
   king_cdev.owner = THIS_MODULE;
   ret = cdev_add(&king_cdev,dev_nr,1);
   king_class = class_create(THIS_MODULE,"king_cdev");
   this_dev = device_create(king_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,DEV_NAME);

   gpio1_oe = (volatile unsigned long *)ioremap(0x4804c000+0x0134 , 32);
   gpio1_dataout = (volatile unsigned long *)ioremap(0x4804c000+0x013c , 32); //映射寄存器
   gpio1_clrdata = (volatile unsigned long *)ioremap(0x4804c000+0x0190 , 32);
   gpio1_setdata = (volatile unsigned long *)ioremap(0x4804c000+0x0194 , 32);

   printk("hello_init : enjoy yourself!\n");
   return 0;
}

int hello_exit(void)
{
   device_destroy(king_class,MKDEV(major,0));
   class_destroy(king_class);
   cdev_del(&king_cdev);
   unregister_chrdev_region(dev_nr,1);

   iounmap(gpio1_setdata);
   iounmap(gpio1_clrdata);
   iounmap(gpio1_dataout);
   iounmap(gpio1_oe);

   printk(KERN_ALERT"kernel:\t%s,Bye\n",KERN_ALERT);
   return 0;

}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

下面给一个测试代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>

#define DEV_NAME "/dev/king"

int main(int argc, char const *argv[])
{
   int fd = 0;
   int ret = 0,i=0;
   int led=0;
   fd = open(DEV_NAME,O_RDWR);
   if (fd<0)
   {
       /* code */
       printf("You are wrong!!!\n");
       exit(0);
   }

ret = write(fd,&led,1);
   printf("I am writing %d\n",ret);
   sleep(5);
   close(fd);
   return 0;
}

操作流程：
（1）make,生成ko文件，拷到板子；
（2）编译测试代码：arm-linux-gnueabihf-gcc -o app app.c
   生成app，拷到板子；
（3）insmod king.ko
   ./app
   看到板子灯亮5S后灭掉。

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