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一、重要知識(shí)點(diǎn)
1.I/O端口和I/O內(nèi)存
寄存器和常規(guī)內(nèi)存的區(qū)別：寄存器和RAM主要不同在于寄存器有邊際效果，讀取某個(gè)地址時(shí)可能導(dǎo)致該地址的內(nèi)容發(fā)生變化，比如說很多設(shè)備的中斷狀態(tài)寄存器只要一讀取，便自動(dòng)清0。所以硬件寄存器不能直接訪問，而要通過I/O端口和I/O內(nèi)存兩種方式訪問。
在硬件層，I/O內(nèi)存區(qū)域和I/O端口區(qū)域沒有概念上的區(qū)別：它們都是通過向地址總線和控制總線發(fā)生電平信號(hào)進(jìn)行訪問，再通過數(shù)據(jù)總線讀寫數(shù)據(jù)。
a.I/O端口：
一些CPU制造廠在它們的芯片中使用單一的地址空間，而一些則為外設(shè)保留獨(dú)立的地址空間，以便和內(nèi)存區(qū)間分開來，這段獨(dú)立與內(nèi)存地址空間的地址空間就叫I/O端口。在/proc/ioport中可以看到。嵌入式處理器大部分不支持I/O端口。
訪問I/O端口有兩步：1.申請(qǐng)I/O端口2.讀寫I/O端口
申請(qǐng)I/O端口：
structresource *request_region(unsigned long first, unsigned long n, const char *name)
申請(qǐng)從first開始的n個(gè)端口。參數(shù)name為設(shè)備名稱。如果分配成功則返回非NULL值。
釋放I/O端口：
voidrelease_region(unsigned long start, unsigned long n)
讀寫I/O端口：
讀寫一個(gè)字節(jié)
unsignedinb(unsigned port)
voidoutb(usigned char byte, unsigned port)
讀寫二個(gè)字節(jié)
unsignedinb(unsigned port)
voidoutb(usigned short byte, unsigned port)
讀寫四個(gè)字節(jié)
unsignedinb(unsigned port)
voidoutb(usigned long byte, unsigned port)
b.I/O內(nèi)存
通過將外設(shè)寄存器映射到內(nèi)存空間來進(jìn)行訪問叫做I/O內(nèi)存，嵌入式大多只支持這種操作。
訪問I/O內(nèi)存有三步：1.申請(qǐng)I/O內(nèi)存區(qū)域2.映射I/O內(nèi)存區(qū)域3.讀寫I/O內(nèi)存
申請(qǐng)I/O內(nèi)存區(qū)域
structresource *request_mem_region(unsigned long start, unsigned long len, char *name)
申請(qǐng)?jiān)L問從start（I/O物理地址）開始的len長(zhǎng)度的I/O內(nèi)存區(qū)域，如成功則返回非NULL值。在/proc/iomem中可可以查看到已經(jīng)被申請(qǐng)的I/O內(nèi)存區(qū)域。在后面的我寫的驅(qū)動(dòng)程序中并沒用使用申請(qǐng)這一步，是因?yàn)槲沂褂玫腉PIO內(nèi)存區(qū)域已經(jīng)被申請(qǐng)，如果在申請(qǐng)會(huì)導(dǎo)致失敗。但是這樣做法是不安全的做法，因?yàn)橥籌/O內(nèi)存區(qū)域域被多個(gè)模塊使用。
釋放I/O內(nèi)存區(qū)域
voidrelease_mem_region(unsigned long start, unsigned long len)
映射I/O內(nèi)存區(qū)域
void*ioremap(unsigned long phy_addr, unsigned long size)
映射從物理地址phy_addr開始的size長(zhǎng)度的的地址空間。返回可以訪問I/O內(nèi)存地址。由ioreamp返回的地址不應(yīng)該直接引用，必須通過下面一些列的讀寫函數(shù)完成。
讀寫操作I/O內(nèi)存
讀1、2、4個(gè)字節(jié)：
unsignedint read8(void *addr);
unsignedint read16(void *addr)
unsignedint read32(void *addr)
寫讀1、2、4個(gè)字節(jié)：
voidiowrite8(u8 value, void *addr)
voidiowrite16(u8 value, void *addr)
voidiowrite32(u8 value, void *addr)
2.混雜設(shè)備驅(qū)動(dòng)
在Linux系統(tǒng)中，存在一類字符設(shè)備，他們共享一個(gè)主設(shè)備號(hào)（10）,但此設(shè)備號(hào)不同，我們稱這類設(shè)備為混雜設(shè)備（miscdeivce）,查看/proc/device中可以看到一個(gè)名為misc的主設(shè)備號(hào)為10。所有的混雜設(shè)備形成一個(gè)鏈表，對(duì)設(shè)備訪問時(shí)內(nèi)存根據(jù)次設(shè)備號(hào)找到對(duì)應(yīng)的miscdevice設(shè)備。
Linux內(nèi)核使用structmiscdeivce來描述一個(gè)混雜設(shè)備
structmiscdevice{
???????? int minor;
conststruct file_opreations *fops;
structlist_head list;
structdevice *parent;
structdevice *this_device;?????
}
使用時(shí)只需填寫minor次設(shè)備號(hào)，*name設(shè)備名，*fops文件操作函數(shù)集即可。
Linux內(nèi)核使用misc_register函數(shù)注冊(cè)一個(gè)混雜設(shè)備。注冊(cè)成功后，linux內(nèi)核為自動(dòng)為該設(shè)備創(chuàng)建設(shè)備文件。
intmisc_register(struct miscdevice *misc)
二、驅(qū)動(dòng)代碼
1.驅(qū)動(dòng)代碼一
這段LED驅(qū)動(dòng)代碼采用手動(dòng)I/O內(nèi)存映射的方式訪問。沒有使用申請(qǐng)內(nèi)存區(qū)域函數(shù)，這樣使不安全的。直接訪問I/O內(nèi)存地址而不是通過讀寫函數(shù)訪問也是不安全。同時(shí)驅(qū)動(dòng)代碼包含硬件相關(guān)代碼也是移植性不好的。寫這段代碼是為了幫助理解I/O內(nèi)存映射的過程。
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volatile?unsigned?int?long?*gpb_con?=?NULL;??
volatile?unsigned?int?long?*gpb_data?=?NULL;??
static?int?leds_ioctl(struct?inode?*inode,?struct?file?*file,??
unsigned?int?cmd,?unsigned?long?arg)??
{??
if((cmd>1)?|(arg>3))??
return-EINVAL;??
switch(cmd)??
{??
case?0:??
*gpb_data&=?~(1<
break;??
case?1:??
*gpb_data|=?(1<
break;??
default:??
return-EINVAL;??
}??
return?0;??
}??
static?const?struct?file_operations?leds_fops?=?{??
.owner?=?THIS_MODULE,??
.ioctl?=?leds_ioctl,??
};??
static?struct?miscdevice?misc?=?{??
.minor?=MISC_DYNAMIC_MINOR,??
.name?="my_leds",??
.fops?=&leds_fops,??
};??
static?int?__init?leds_init(void)??
{??
int?ret;??
//注冊(cè)混雜設(shè)備??
ret?=misc_register(&misc);??
//映射I/O內(nèi)存??
gpb_con?=?(volatileunsigned?long?*)ioremap(0x56000010,?16);?//0x56000010為GPIOB控制寄存器的物理地址??
gpb_data?=?gpb_con+1;??
//配置LED對(duì)應(yīng)的GPIOB?5、6、7、8口為輸出并初始化為1，LED滅??
*gpb_con?|=(1<<5*2)|(1<<6*2)|(1<<7*2)|(1<<8*2);??
*gpb_data?|=(1<<5)?|?(1<<6)?|?(1<<7)?|?(1<<8);??
printk("ledsinit.\n");??
return?ret;??
}??
static?void?leds_exit(void)??
{??
misc_deregister(&misc);??????????
printk("leds_exit\n");??
}??
module_init(leds_init);??
module_exit(leds_exit);??
MODULE_AUTHOR("Y-Kee");??
MODULE_LICENSE("GPL");??
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include volatile unsigned int long *gpb_con = NULL;volatile unsigned int long *gpb_data = NULL;static int leds_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,unsigned int cmd, unsigned long arg){if((cmd>1) |(arg>3))return-EINVAL;switch(cmd){case 0:*gpb_data&= ~(1<
2.驅(qū)動(dòng)代碼二：
采用內(nèi)核定義好的GPIO接口（S3C2410_GPB5和S3C2410_GPB5_OUTP）和GPIO操作函數(shù)（s3c2410_gpio_setpin和s3c2410_gpio_cfgpin）?？梢浦残院?，也是正確的做法。內(nèi)核的GPIO操作函數(shù)也是通過一些的運(yùn)算將GPIO接口換算成虛擬內(nèi)存地址然后進(jìn)行訪問的。
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static?unsigned?long?led_table[]?=???{??
S3C2410_GPB5,??
S3C2410_GPB6,??
S3C2410_GPB7,??
S3C2410_GPB8,??
};??
static?unsigned?long?led_cfg_table[]?=????{??
S3C2410_GPB5_OUTP,??
S3C2410_GPB6_OUTP,??
S3C2410_GPB7_OUTP,??
S3C2410_GPB8_OUTP,??
};??
static?int?leds_ioctl(struct?inode?*inode,?struct?file?*file,??
unsigned?int?cmd,?unsigned?long?arg)??
{??
if((cmd>1)?|(arg>3))??
return-EINVAL;??
switch(cmd)??
{??
case?0:??
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg],0);??
break;??
case?1:??
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg],1);??
break;??
default:??
return-EINVAL;??
}??
return?0;??
}??
static?const?struct?file_operations?leds_fops?=?{??
.owner?=?THIS_MODULE,??
.ioctl?=?leds_ioctl,??
};??
static?struct?miscdevice?misc?=?{??
.minor?=MISC_DYNAMIC_MINOR,??
.name?="my_leds",??
.fops?=&leds_fops,??
};??
static?int?__init?leds_init(void)??
{??
int?ret,?i;??
//注冊(cè)混雜設(shè)備??
ret?=misc_register(&misc);??
//配置LED對(duì)應(yīng)的GPIOB?5、6、7、8口為輸出并初始化為1，LED滅??
for(i=0;?i<4;?i++)??
{??
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]);??
s3c2410_gpio_setpin(led_table[i],1);??
}??
printk("ledsinit.\n");??
return?ret;??
}??
static?void?leds_exit(void)??
{??
misc_deregister(&misc);??
printk("leds_exit\n");??
}??
module_init(leds_init);??
module_exit(leds_exit);??
MODULE_AUTHOR("Y-Kee");??
MODULE_LICENSE("GPL");??
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include static unsigned long led_table[] = {S3C2410_GPB5,S3C2410_GPB6,S3C2410_GPB7,S3C2410_GPB8,};static unsigned long led_cfg_table[] = {S3C2410_GPB5_OUTP,S3C2410_GPB6_OUTP,S3C2410_GPB7_OUTP,S3C2410_GPB8_OUTP,};static int leds_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,unsigned int cmd, unsigned long arg){if((cmd>1) |(arg>3))return-EINVAL;switch(cmd){case 0:s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg],0);break;case 1:s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg],1);break;default:return-EINVAL;}return 0;}static const struct file_operations leds_fops = {.owner = THIS_MODULE,.ioctl = leds_ioctl,};static struct miscdevice misc = {.minor =MISC_DYNAMIC_MINOR,.name ="my_leds",.fops =&leds_fops,};static int __init leds_init(void){int ret, i;//注冊(cè)混雜設(shè)備ret =misc_register(&misc);//配置LED對(duì)應(yīng)的GPIOB 5、6、7、8口為輸出并初始化為1，LED滅for(i=0; i<4; i++){s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]);s3c2410_gpio_setpin(led_table[i],1);}printk("ledsinit.\n");return ret;}static void leds_exit(void){misc_deregister(&misc);printk("leds_exit\n");}module_init(leds_init);module_exit(leds_exit);MODULE_AUTHOR("Y-Kee");MODULE_LICENSE("GPL");
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