驱动程序中的硬件操作(2)

硬件访问 就是访问寄存器，所以必须要了解寄存器和内存的区别，在LDD中说明，寄存器的操作会出现副作用（side effect 或边际效果），当读寄存器时，可能会改变寄存器的值，并不是一定，读取某个地址时可能导致该地址内容发生变化，比如有的中断状态寄存器，读过后会自动清零，因为寄存器以为你已经把中断状态取走了，已经知道中断发生。

接下来还要内存和I/O概念在x86处理器中存在I/O空间的概念，I/O空间是相对内存空间而言的，前面所描述的地址都是内存地址空间的。

I/O端口和I/O内存

当一个寄存器位于I/O空间，称其为I/O端口，当一个寄存器位于内存地址空间称其为I/O内存。

操作I/O端口，三个步骤，1.申请，2. 访问，3. 释放   

1.申请 告诉内核这些寄存器要操作了，内核提供一套函数允许驱动申请它需要的I/O端口，其中核心函数：

struct resource *request_region (unsigned long first , unsigned long n,  const char * name) 

参数：first：要操作的第一个I/O端口的地址，n：操作I/O端口个数，name：操作I/O端口驱动设备名字。

系统中端口的分配情况记录在 目录 /proc/ioports，接下来访问，访问I/O端口用一系列in,out函数，unsigned inb (unsigned port) void inb  (unsigned port) 8位端口读写

unsigned inw (unsigned port)   void inw  (unsigned port)   16位端口读写

unsigned inl (unsigned port) void inl  (unsigned port) 32位端口读写

当用完一组I/O端口，应使用如下函数，返还系统

void release_region (unsigned long start,  unsigned long n) 

 

对I/O内存有四步，1. 申请 2. 映射 3. 访问 4. 释放

使用struct resource *request_mem_region (unsigned long  start, unsigned long len , char *name)

申请使用I/O内存，起始地址start，长度len，设备名字name。申请在 /proc/iomem中列出。

在申请后仅仅获得物理地址，在访问I/O端口之前，必须进行物理地址到虚拟地址的映射，使用  void* ioremap (unsigned long phys_addr,  unsigned long  size ) 获得虚拟地址。

phys_addr物理起始地址，size 区间长度，函数会自动找到虚拟地址，然后关联起来。 然后使用ioread，iowrite 访问I/O内存，I/O内存不再使用时应当释放，1.void iounmap(void *addr)

解除映射 2.void release_mem_region (unsigned long start, unsigned long n )解除I/O内存的申请。

 

混杂设备驱动程序

在Linux系统中把一类设备称为混杂设备，1.属于字符设备，2.有相同主设备号（10），但此设备号不同，称这类设备为混杂设备（miscdevice）。根据此设备号区分不同设备，

Linux内核使用struct miscdevice来描述一个混杂设备。

struct  miscdevice {

int minor ; //次设备号

const char *name ; //设备名

const struct file_operation *fops; //文件操作

struct list_head list ; 

struct device *parent;

struct device *this_device;    

};

注册一个混杂设备 int misc_register(struct miscdevice * misc)仅需提供已初始化的miscdevice结构，这样比自己写字符设备简单一些，不用初始化，分配，add cdev结构。

LED驱动程序设计
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.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>


#define DEVICE_NAME "leds"

static unsigned long led_table [] = {
	S3C2410_GPB5,
	S3C2410_GPB6,
	S3C2410_GPB7,
	S3C2410_GPB8,
};

static unsigned int led_cfg_table [] = {
	S3C2410_GPB5_OUTP,
	S3C2410_GPB6_OUTP,
	S3C2410_GPB7_OUTP,
	S3C2410_GPB8_OUTP,
};

static int sbc2440_leds_ioctl(
	struct inode *inode, 
	struct file *file, 
	unsigned int cmd, 
	unsigned long arg)
{
	switch(cmd) {
	case 0:
	case 1:
		if (arg > 4) {
			return -EINVAL;
		}
		s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], !cmd);	//设置GPIO使灯全亮
		return 0;
	default:
		return -EINVAL;
	}
}

static struct file_operations dev_fops = {
	.owner	=	THIS_MODULE,
	.ioctl	=	sbc2440_leds_ioctl, //通过ioctl控制led
};

static struct miscdevice misc = {
	.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,//内核动态次设备号
	.name = DEVICE_NAME,
	.fops = &dev_fops,		//字符设备都有file_operations
};

static int __init dev_init(void)
{
	int ret;

	int i;
	
	for (i = 0; i < 4; i++) {
		s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);	//将GPIO设置为输出功能
		s3c2410_gpio_setpin(led_table[i], 0);
	}

	ret = misc_register(&misc);

	printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

	return ret;
}

static void __exit dev_exit(void)
{
	misc_deregister(&misc);
}

module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");





#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "led.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
     int fd;
     int cmd;
     
     if (argc <2 )
     {
         printf("please enter the second para!\n");
         return 0;	
     }
     
     cmd = atoi(argv[1]); 
     
     fd = open("/dev/myled",O_RDWR);
     
     if (cmd == 1)
         ioctl(fd,LED_ON);
     else
         ioctl(fd,LED_OFF);	
         
         
     return 0;
}