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BCM2835 关于MMU的描述

BCM2835除了arm的MMU之外，还使用了第二个MMU将物理内存地址(ARM physical address) 映射成系统总线地址(VC CPU bus address) 。数据手册中罗列的寄存器地址并不是物理内存地址，而是系统总线地址。

因此，在调用 ioremap() 函数前，需要将总线地址转换成物理地址。

从数据手册中得知：总线地址上的外设寄存器起始地址是0x7000 0000 ，物理地址上的外设寄存器起始地址是0x2000 0000。

将总线地址换成物理地址。

驱动模块程序示例

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/string.h>
​
#define cdevname "test_cdev"
​
enum gpio{
    GPIO0 = 0U,
    GPIO1,
    GPIO2 = 4U,//由于GPIO2是i2c，不希望修改该端口功能，我这里临时改为GPIO4
    GPIO3,
    GPIO4,
    GPIO5,
};
​
#define GPFSEL0 0x20200000U //GPIO0~9的复用寄存器，三个bit位表示一个模式 in:000 out:001
#define GPSET0  0x2020001CU //0~31bit位分别对应GPIO0~31，将bit设置1输出高，设置0无效
#define GPCLR0  0x20200028U //0~31bit位分别对应GPIO0~31，将bit设置1输出低，设置0无效
​
volatile unsigned int * GPIOAF_BASE = NULL; //定义对应寄存器的虚拟内存起始地址
volatile unsigned int * GPIOSET_BASE = NULL;
volatile unsigned int * GPIOCLR_BASE = NULL;
​
int major = 240;    //手动指定设备号
char copybuff[128] = {0,};  //交换用户数据的缓存空间
​
ssize_t cdev_read(struct file *file, char __user *ubuffp, size_t size, loff_t *offs) {
    int error;
    if(size > sizeof(copybuff))
        size = sizeof(copybuff);
    
    error = copy_to_user(ubuffp, copybuff, size); //成功返回0, 失败返回未成功拷贝字节个数
    if(error) {
        printk(KERN_ERR "copy to user error, failed cpy size:%d byte\n", error);
        return -EINVAL; //返回错误码，注意是负数
    }
​
    printk(KERN_INFO "%s, %s, %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return size;    //read()成功返回读取的字节个数
}
ssize_t cdev_write(struct file *file, const char __user *ubuffp, size_t size, loff_t *offs) {
    int error;
    if(size > sizeof(copybuff))
        size = sizeof(copybuff);
​
    error = copy_from_user(copybuff, ubuffp, size); //成功返回0, 失败返回未成功拷贝字节个数
    if(error) {
        printk(KERN_ERR "copy from user error, failed copy size:%d byte\n", error);
        return -EINVAL; //返回错误码，注意是负数
    }
        
    if(!strcmp(copybuff, "LED_ON")) {   //strcmp()两者相同返回 0
        *GPIOSET_BASE |= (0x01U << GPIO2);
        printk("LED_ON\n");
    }
​
    if(!strcmp(copybuff, "LED_OFF")) {
        *GPIOCLR_BASE |= (0x01U << GPIO2);
        printk("LED_OFF\n");
    }
    memset(copybuff, 0, size);
    
    printk(KERN_INFO "%s, %s, %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return size;
}
int cdv_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    printk(KERN_INFO "%s, %s, %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
int cdev_close(struct inode *inode, struct file *file) {
    printk(KERN_INFO "%s, %s, %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
​
const struct file_operations fops = {
    .open   = cdv_open,
    .read   = cdev_read,
    .write  = cdev_write,
    .release = cdev_close,
};
​
static int __init chrdev_init(void) {
    int ret;
    //注册字符设备驱动
    ret = register_chrdev(major, cdevname, &fops);
    if(ret < 0) {
        printk(KERN_ERR "register char device error");
        return -EAGAIN;
    }
​
    GPIOAF_BASE = ioremap(GPFSEL0, 4);  //将物理地址映射成虚拟地址，成功返回地址失败返回NULL
    if(GPIOAF_BASE == NULL) {
        printk(KERN_EMERG "GPIOAF_BASE ioremap error\n");
        return -ENOMEM;
    }
​
    GPIOSET_BASE = ioremap(GPSET0, 4);
    if(GPIOSET_BASE == NULL) {
        printk(KERN_EMERG "GPIOSET_BASE ioremap error\n");
        return -ENOMEM;
    }
​
    GPIOCLR_BASE = ioremap(GPCLR0, 4);
    if(GPIOCLR_BASE == NULL) {
        printk(KERN_EMERG "GPIOCLR_BASE ioremap error\n");
        return -ENOMEM;
    }
​
    //设置 GPIO2 为输出模式
    *GPIOAF_BASE &= ~(0x07U << (3*GPIO2));
    *GPIOAF_BASE |= 0x01U << (3*GPIO2);
​
    printk(KERN_INFO "%s, %s, %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
​
static void __exit chrdev_exit(void) {
    unregister_chrdev(major, cdevname); //注销设备号
​
    iounmap(GPIOAF_BASE);   //取消虚拟地址映射
    iounmap(GPIOSET_BASE);
    iounmap(GPIOCLR_BASE);
    
    GPIOAF_BASE = NULL; //防止出现野指针
    GPIOSET_BASE = NULL;
    GPIOCLR_BASE = NULL;
​
    printk(KERN_EMERG "%s, %s, %d\n",__FILE__, __func__, __LINE__);
}
​
module_init(chrdev_init);
module_exit(chrdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
​

测试程序示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
​
char LED_ON[] = "LED_ON";
char LED_OFF[] = "LED_OFF";
​
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd;
    fd = open("/dev/test_cdev", O_RDWR);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open /dev/test_cdev error");
        return -1;
    }
    while (1)
    {
        write(fd, LED_OFF, sizeof(LED_OFF));
        printf("%s\n", LED_OFF);
        sleep(1);
        write(fd, LED_ON, sizeof(LED_ON));
        printf("%s\n", LED_ON);
        sleep(1);
    }
​
    close(fd);
    return 0;
}
​

测试步骤

#编译模块和编译app
​
#1.安装模块
sudo insmod cdev.ko
#2.创建设备节点
sudo mknod /dev/test_cdev c 240 0
#3.修改设备文件权限
sudo chmod 777 /dev/test_cdev
#4.运行程序
./app
​
#树莓派与LED硬件连接：GPIO4 -> 1K电阻 -> LED -> GND

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来源： https://www.cnblogs.com/pypyn/p/16484997.html

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