树莓派LED驱动编写

编写LED驱动前需要移植树莓派内核，以获得内核源码，内核移植相关方法请参照上一篇《树莓派3B内核移植》。

我们在编写驱动程序的时候，IO空间的起始地址是0x3f000000,加上GPIO的偏移量0x2000000,所以GPIO的物理地址应该是从0x3f200000开始的，然后在这个基础上进行Linux系统的MMU内存虚拟化管理，映射到虚拟地址上。

特别注意，BCM2708 和BCM2709 IO起始地址不同，BCM2708是0x20000000,BCM2709是0x3f000000,这是造成大部分人驱动出现“段错误”的原因。树莓派3B的CPU为BCM2709。

驱动代码：

#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/pci.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/unistd.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/ioport.h>    #define PIN                  26 //GPIO26 #define BCM2835_GPSET0                          0x001c
#define BCM2835_GPFSEL0                         0x0000
#define BCM2835_GPCLR0                          0x0028
#define BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP      1  #define BCM2835_GPIO_BASE                   0x3f200000  int open_state = 0;         //文件打开状态    int bcm2835_gpio_fsel(uint8_t pin, uint8_t mode)
{    //初始化GPIOB功能选择寄存器的物理地址    volatile uint32_t * bcm2835_gpio = (volatile uint32_t *)ioremap(BCM2835_GPIO_BASE, 16);    volatile uint32_t * bcm2835_gpio_fsel = bcm2835_gpio + BCM2835_GPFSEL0/4 + (pin/10);    uint8_t   shift = (pin % 10) * 3;    uint32_t  value = mode << shift;    *bcm2835_gpio_fsel = *bcm2835_gpio_fsel | value;    printk("fsel address: 0x%lx : %x\n", (long unsigned int)bcm2835_gpio_fsel, *bcm2835_gpio_fsel);    return 0;
}    int bcm2835_gpio_set(uint8_t pin)
{    //GPIO输出功能物理地址    volatile uint32_t * bcm2835_gpio = (volatile uint32_t *)ioremap(BCM2835_GPIO_BASE, 16);    volatile uint32_t * bcm2835_gpio_set = bcm2835_gpio + BCM2835_GPSET0/4 + pin/32;    uint8_t   shift = pin % 32;    uint32_t  value = 1 << shift;    *bcm2835_gpio_set = *bcm2835_gpio_set | value;    printk("set address:  0x%lx : %x\n", (long unsigned int)bcm2835_gpio_set, *bcm2835_gpio_set);    return 0;
}    int bcm2835_gpio_clr(uint8_t pin)
{    //GPIO清除功能物理地址    volatile uint32_t * bcm2835_gpio = (volatile uint32_t *)ioremap(BCM2835_GPIO_BASE, 16);    volatile uint32_t * bcm2835_gpio_clr = bcm2835_gpio + BCM2835_GPCLR0/4 + pin/32;    uint8_t   shift = pin % 32;    uint32_t  value = 1 << shift;    *bcm2835_gpio_clr = *bcm2835_gpio_clr | value;    printk("clr address:  0x%lx : %x\n", (long unsigned int)bcm2835_gpio_clr, *bcm2835_gpio_clr);    return 0;
}   static int leds_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{    if(open_state == 0)      {      open_state =  1;      printk("Open file suc!\n");      return 0;      }      else      {      printk("The file has opened!\n");      return -1;      }
}    static long leds_ioctl(struct file*filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{    switch(cmd)      {      case 0:      bcm2835_gpio_clr(PIN);    printk("LED OFF!\n");    break;      case 1:      bcm2835_gpio_set(PIN);    printk("LED ON!\n");    break;      default:      return-EINVAL;      }      return 0;
}    static int leds_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{    if(open_state == 1)      {      open_state =  0;      printk("close file suc!\n");      return 0;      }      else      {      printk("The file has closed!\n");      return -1;      }
}    static const struct file_operations leds_fops = {    .owner = THIS_MODULE,    .open = leds_open,    .unlocked_ioctl = leds_ioctl,    .release = leds_release,
};    static struct miscdevice misc = {    .minor =MISC_DYNAMIC_MINOR,    .name ="my_leds",    .fops =&leds_fops,
};    static int __init leds_init(void)
{    int ret;    //注册混杂设备    ret =misc_register(&misc);    //配置功能选择寄存器为输出    bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);    //设置输出电平为高电平，LED亮    bcm2835_gpio_set(PIN);    printk("ledsinit.\n");    return ret;
}    static void leds_exit(void)
{    //LED灭    bcm2835_gpio_clr(PIN);    misc_deregister(&misc);            printk("leds_exit\n");
}    module_init(leds_init);
module_exit(leds_exit);    MODULE_AUTHOR("yangwen");
MODULE_LICENSE("GPL");

测试代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>  int main(int argc, char **argv)
{  int on;  int fd;  if (argc != 2 || sscanf(argv[1],"%d", &on) != 1 ||on < 0 || on > 1 ) {  fprintf(stderr, "Usage:%s 0|1\n",argv[0]);  exit(1);  }  fd = open("/dev/my_leds", 0);  if (fd < 0) {  perror("open device leds");  exit(1);  }  /*通过ioctl来控制灯的亮、灭*/  if(on){  printf("turn on leds!\n");  ioctl(fd, 1);  }  else {  printf("turn off leds!\n");  ioctl(fd, 0);  }  close(fd);  return 0;
}

测试代码 Makefile:

CROSS= /home/yangwen/Raspberry/tools-master/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-
all: led_testled_test: led_test.c$(CROSS)gcc -o $@ led_test.c -staticclean:@rm -rf led_test *.o

在虚拟机分别编译，将模块、测试程序拷贝至树莓派，插入模块后运行测试程序。

sudo insmod xxx.ko

sudo ./led_test 1 打开LED

sudo ./led_test 0 关闭LED

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