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Linux驱动基础篇：LED驱动

Linux驱动

前言上一篇我们分享了字符设备驱动框架：linux驱动基础篇：hello驱动 ，当时分享的是hello驱动程序 。学STM32我们从点灯开始，学Linux驱动我们自然也要点个灯来玩玩，尽量在从这些基础例程中榨取知识，细抠、细抠，为之后更复杂的知识打好基础 。
与硬件无关的LED驱动回顾hello驱动程序，我们的根据实际需求对其进行写字符串与读字符串操作 。这里我们当然也要根据实际来思考我们的LED驱动程序 。在STM32点灯的时候，一般输出低电平点灯，输出高电平灭灯 。在嵌入Linux操作系统的情况下，我们自然也要想到有个写1/0的思想 。类比我们上一篇的hello程序：

Linux驱动基础篇：LED驱动

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我们的LED程序自然要写入的数据为0/1来点亮、熄灭LED 。这里我们做的实验室与硬件无关的LED实验：我们的驱动程序在收到应用程序发送过来的0时打印led on、收到1时打印led off 。模仿上一篇的hello程序，我们修改得到的与硬件无关的LED程序（核心部分）如下：
LED应用程序：
Linux驱动基础篇：LED驱动

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LED驱动程序：
Linux驱动基础篇：LED驱动

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Linux驱动基础篇：LED驱动

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加载led驱动模块及运行应用程序：
Linux驱动基础篇：LED驱动

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与硬件有关的LED驱动上面那一节分享的是与硬件无关的LED驱动实验，主要是为了理清LED驱动的大体思路 。这里我们再加入与硬件有关的相关操作以构造与硬件有关的LED驱动程序 。
我们在进行STM32的裸机编程的时候，对一些外设进行配置其实就是操作一些地址的过程，这些外设地址在芯片手册中可以看到：
Linux驱动基础篇：LED驱动

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这是地址映射图，这里图中只是列出的外设的边界地址，每个外设又有很多寄存器，这些寄存器的地址都是对外设基地址进行偏移得到的 。同样的，对于NXP的IMX6ULL芯片来说，也是有类似这样的地址的：
Linux驱动基础篇：LED驱动

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此时我们要编写Linux系统下的led驱动，涉及到硬件操作的地方操作的并不是这些地址（物理地址），而是操作系统给我们提供的地址（虚拟地址） 。操作系统根据物理地址来给我们生成一个虚拟地址，我们的led驱动操控这个地址就是间接的操控物理地址 。至于这两个地址是怎么联系起来的，里面个原理我们暂且不展开 。我们从函数层面来看，内核给我们提供了ioremap 函数，这个函数可以把物理地址映射为虚拟地址 。这个函数在内核文件arch/arm/include/asm/io.h 中：
void __iomem *ioremap(resource_size_t res_cookie, size_t size);
  • res_cookie：要映射给的物理起始地址。
  • size：要映射的内存空间大小 。
  • 返回值： 指向映射后的虚拟空间首地址 。
与ioremap函数相对应的函数为：
void iounmap (volatile void __iomem *addr)
  • addr：要取消映射的虚拟地址空间首地址 。
地址映射完成之后，我们可以直接通过指针来访问虚拟地址，如：
*GPIO5_DR &= ~(1 << 3);  /* GPIO5_IO03输出低电平 */*GPIO5_DR |= (1 << 3);   /* GPIO5_IO03输出高电平 */这里简单介绍一下i.MX 6ULL的GPIO 。对于i.MX 6ULL来说，以数字来给IO端口（组别）命令，GPIO5为第五组，所以GPIO5_IO03为第五组端口的第3个引脚 。而STM32中是以大写字母来表示端口（组别），如PA3表示A端口的第3个引脚 。
i.MX 6ULL有 5 组 GPIO（GPIO1～ GPIO5），每组引脚最多有 32 个：
GPIO1 有 32 个引脚： GPIO1_IO0~GPIO1_IO31；GPIO2 有 22 个引脚： GPIO2_IO0~GPIO2_IO21；GPIO3 有 29 个引脚： GPIO3_IO0~GPIO3_IO28；GPIO4 有 29 个引脚： GPIO4_IO0~GPIO4_IO28；GPIO5 有 12 个引脚： GPIO5_IO0~GPIO5_IO11；地址映射完成之后，我们不仅可以通过指针来访问虚拟地址，而且还可以使用内核给我们提供的一些读写函数：
/* 写操作函数 */void writeb(u8 value, volatile void __iomem *addr);void writew(u16 value, volatile void __iomem *addr);void writel(u32 value, volatile void __iomem *addr);/* 读操作函数 */u8 readb(const volatile void __iomem *addr);u16 readw(const volatile void __iomem *addr);u32 readl(const volatile void __iomem *addr);


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