Openwrt开发指南 第19章 驱动开发之LED驱动程序
开发环境：
主机：ubuntu12.04
开发板：rt5350
openwrt：openwrt15.05
1 硬件原理
图1
由于发光二级管单向导电特性，即只有在正向电压（二极管的正极接正，负极接负）下才能导通发光。如图所示，如果 gpio 输出高电平，led 就会被点亮，如果 gpio 输出低电平，led 就会熄灭。对于我们的驱动开发，无论是单片机、还是 arm、或者是我们的 mips，核心思想，都是读写某个地址，即操作某个寄存器。
2 寄存器介绍rt5350 一共有 28 个 gpio 管脚，这 28 个 gpio，除了 gpio0，其他全部是与其他功能引脚复用的。
表1
gpio1、gpio2 与 i2c 复用。
表2
gpio3~6 与 spi 复用。
表3
gpio7~14，与 uartf 即串口 2 复用。
这些复用关系，都可以通过查阅 rt5350 的芯片手册得到。
而这些复用功能， 我们可以通过 gpiomode 寄存器来进行选择， 通过查手册得知，gpiomode寄存器的地址为 0x10000060。
表4
gpiomode 寄存器 bit0 位用于选择 gpio1、gpio2 对应的引脚是用于 iic 总线，还是用于gpio。
gpiomode 寄存器 bit1 位用于选择 gpio3~6 对应的引脚用于 spi 总线，还是用于 gpio。
gpiomode 寄存器 bit2~4 位用于选择 uartf 对应的引脚工作于哪个模块，具体定义如下。
表5
从该表格可以看出，uartf 对应的引脚，可以工作于 uartf、pcm、i2s、gpio 四种模式，将 gpiomode 寄存器 bit24 位设置为相应的值，就能让这些引脚工作于相应的模式，比如将gpiomode 寄存器 bit24 位的值设置为 7，则让相应的引脚工于 gpio 模式。
当将相应的引脚设置为 gpio 以后，我们接下来就需要操作该 gpio 了，操作 gpio 不外乎就是设置 gpio 是输入还是输出、让其输出高电平还是低电平、读取其电平状态。不管是哪种操作，都有对应的寄存器。
表6
gpio21_00_dir 寄存器，用于设置 gpio0~21 的方向，当相应的位被设置为 1，则表示相应的 gpio 管脚被设置为了输出，如果被设置为了 0，则相应的 gpio 引脚就被设置为了输入。
表7
当相应 gpio 引脚被设置为输出时，设置 gpio21_00_data 寄存器的相应位为 1，则让该gpio 引脚输出了高电平，如果设置 gpio21_00_data 寄存器的相应位为 0，则让该 gpio 引脚输出了低电平。
当相应 gpio 引脚被设置为输入时，则通过读取 gpio21_00_data 寄存器时，就能读取相应的 gpio 引脚的状态。
关于更多的 gpio 操作的寄存器介绍，请自行查阅手册。
3 编写驱动程序我们通过前面章节的学习，掌握了驱动程序的框架，接下来我们就来写一个驱动程序，实现操作 gpio25、gpio26 两个 gpio 引脚。具体驱动实现如下。
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define myleds_led1_on 0#define myleds_led1_off 1#define myleds_led2_on 2#define myleds_led2_off 3volatile unsigned long *gpiomode;volatile unsigned long *gpio27_22_dir;volatile unsigned long *gpio27_22_data;static struct class *myleds_class;static int myleds_open(struct inode *inode, struct file *file){/* 让 gpio#25、gpio#26 输出高电平，同时熄灭 led1、led2 */*gpio27_22_data &= ~((1< <3)|(1< <4));return 0;}static long myleds_unlocked_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){switch(cmd){case myleds_led1_on:// 点亮 led1*gpio27_22_data |= (1< <3);break;case myleds_led1_off: // 熄灭 led1*gpio27_22_data &= ~(1< <3);break;case myleds_led2_on:// 点亮 led2*gpio27_22_data |= (1< <4);break;case myleds_led2_off: // 熄灭 led2*gpio27_22_data &= ~(1< <4);break;default:break;}return 0;}/* 1.分配、设置一个 file_operations 结构体 */static struct file_operations myleds_fops = {.owner = this_module, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module 变量 */.open = myleds_open,.unlocked_ioctl = myleds_unlocked_ioctl,};int major;static int __init myleds_init(void){/* 2.注册 */major = register_chrdev(0, myleds, &myleds_fops);/* 3.自动创建设备节点 *//* 创建类 */myleds_class = class_create(this_module, myleds);/* 类下面创建设备节点 */device_create(myleds_class, null, mkdev(major, 0), null, myleds); ///dev/myleds/* 4.硬件相关的操作 *//* 映射寄存器的地址 */gpiomode = (volatile unsigned long *)ioremap(0x10000060, 4);gpio27_22_dir = (volatile unsigned long *)ioremap(0x10000674, 4);gpio27_22_data = (volatile unsigned long *)ioremap(0x10000670, 4);/* 设置相应管脚用于 gpio *//*** led1 ---- gpio#25** led2 ---- gpio#26*/*gpiomode |= (0x1< <14);/* 将 gpio#25、gpio#26 设置为输出 */*gpio27_22_dir = (1< <3)|(1< other modules --- > kmod-myleds
图2
然后我们就能看到我们的驱动程序的选项了 kmod-myleds，将它配置成m，也可以便已进入内核。最后，退出保存。然后再执行编译命令。
make v=99编译完成以后，就能在源码目录下的bin/ramips/packages/base目录下看到我们的内核模块驱动程序的软件包 kmod-myleds_3.18.109-1_ramips_24kec.ipk。
19.6 动态的加载和卸载内核驱动模块软件包通过前面的努力，我们终于得到了我们自己的内核驱动模块软件包了。接下来就来使用它。首先将 kmod-myleds_3.18.109-1_ramips_24kec.ipk 软件包传到开发板上面。然后使用 opkg install 命令来安装软件包。
opkg install kmod-myleds_3.18.109-1_ramips_24kec.ipk
使用 opkg list 命令来查看已经安装了哪些软件包。这里是否执行该命令都无所谓。接下来进入我们的/lib/modules/3.18.109目录，就能看到我们的驱动程序模块了。
cd lib/modules/3.18.109/
接下来就通过 insmod 命令来装载驱动模块。
insmod myleds.ko驱动安装成功以后，我们就能看到 gpio 驱动对应的设备节点了。
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gpio1、gpio2 与 i2c 复用。
表2
gpio3~6 与 spi 复用。
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这些复用关系，都可以通过查阅 rt5350 的芯片手册得到。
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表4
gpiomode 寄存器 bit0 位用于选择 gpio1、gpio2 对应的引脚是用于 iic 总线，还是用于gpio。
gpiomode 寄存器 bit1 位用于选择 gpio3~6 对应的引脚用于 spi 总线，还是用于 gpio。
gpiomode 寄存器 bit2~4 位用于选择 uartf 对应的引脚工作于哪个模块，具体定义如下。
表5
从该表格可以看出，uartf 对应的引脚，可以工作于 uartf、pcm、i2s、gpio 四种模式，将 gpiomode 寄存器 bit24 位设置为相应的值，就能让这些引脚工作于相应的模式，比如将gpiomode 寄存器 bit24 位的值设置为 7，则让相应的引脚工于 gpio 模式。
当将相应的引脚设置为 gpio 以后，我们接下来就需要操作该 gpio 了，操作 gpio 不外乎就是设置 gpio 是输入还是输出、让其输出高电平还是低电平、读取其电平状态。不管是哪种操作，都有对应的寄存器。
表6
gpio21_00_dir 寄存器，用于设置 gpio0~21 的方向，当相应的位被设置为 1，则表示相应的 gpio 管脚被设置为了输出，如果被设置为了 0，则相应的 gpio 引脚就被设置为了输入。
表7
当相应 gpio 引脚被设置为输出时，设置 gpio21_00_data 寄存器的相应位为 1，则让该gpio 引脚输出了高电平，如果设置 gpio21_00_data 寄存器的相应位为 0，则让该 gpio 引脚输出了低电平。
当相应 gpio 引脚被设置为输入时，则通过读取 gpio21_00_data 寄存器时，就能读取相应的 gpio 引脚的状态。
关于更多的 gpio 操作的寄存器介绍，请自行查阅手册。
3 编写驱动程序我们通过前面章节的学习，掌握了驱动程序的框架，接下来我们就来写一个驱动程序，实现操作 gpio25、gpio26 两个 gpio 引脚。具体驱动实现如下。
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define myleds_led1_on 0#define myleds_led1_off 1#define myleds_led2_on 2#define myleds_led2_off 3volatile unsigned long *gpiomode;volatile unsigned long *gpio27_22_dir;volatile unsigned long *gpio27_22_data;static struct class *myleds_class;static int myleds_open(struct inode *inode, struct file *file){/* 让 gpio#25、gpio#26 输出高电平，同时熄灭 led1、led2 */*gpio27_22_data &= ~((1< <3)|(1< <4));return 0;}static long myleds_unlocked_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){switch(cmd){case myleds_led1_on:// 点亮 led1*gpio27_22_data |= (1< <3);break;case myleds_led1_off: // 熄灭 led1*gpio27_22_data &= ~(1< <3);break;case myleds_led2_on:// 点亮 led2*gpio27_22_data |= (1< <4);break;case myleds_led2_off: // 熄灭 led2*gpio27_22_data &= ~(1< <4);break;default:break;}return 0;}/* 1.分配、设置一个 file_operations 结构体 */static struct file_operations myleds_fops = {.owner = this_module, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module 变量 */.open = myleds_open,.unlocked_ioctl = myleds_unlocked_ioctl,};int major;static int __init myleds_init(void){/* 2.注册 */major = register_chrdev(0, myleds, &myleds_fops);/* 3.自动创建设备节点 *//* 创建类 */myleds_class = class_create(this_module, myleds);/* 类下面创建设备节点 */device_create(myleds_class, null, mkdev(major, 0), null, myleds); ///dev/myleds/* 4.硬件相关的操作 *//* 映射寄存器的地址 */gpiomode = (volatile unsigned long *)ioremap(0x10000060, 4);gpio27_22_dir = (volatile unsigned long *)ioremap(0x10000674, 4);gpio27_22_data = (volatile unsigned long *)ioremap(0x10000670, 4);/* 设置相应管脚用于 gpio *//*** led1 ---- gpio#25** led2 ---- gpio#26*/*gpiomode |= (0x1< <14);/* 将 gpio#25、gpio#26 设置为输出 */*gpio27_22_dir = (1< <3)|(1< other modules --- > kmod-myleds
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opkg install kmod-myleds_3.18.109-1_ramips_24kec.ipk
使用 opkg list 命令来查看已经安装了哪些软件包。这里是否执行该命令都无所谓。接下来进入我们的/lib/modules/3.18.109目录，就能看到我们的驱动程序模块了。
cd lib/modules/3.18.109/
接下来就通过 insmod 命令来装载驱动模块。
insmod myleds.ko驱动安装成功以后，我们就能看到 gpio 驱动对应的设备节点了。
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