Rk3568驱动开发_新字符设备驱动原理_7

1.申请设备号:

之前用的是register_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME, &led_fops);手动申请很不方便

使用alloc_chrdev_region函数申请设备号,手动申请的话要先查询是否有空余的设备号,很不方便,用此函数内核会自动将将空余设备号给你,释放设备号用unregister_chrdev_region

如果指定主设备号则

用register_chrdev_region函数,需要用MKDEV构建完整的dev_t,卸载也用unregister_chrdev_region

在这里插入图片描述

2.代码:

驱动代码:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>

#define NEWCHRLED_NAME "newchrled"
#define NEWCHRLED_COUNT 1

// 实际地址
#define PMU_GRF_BASE						      (0xFDC20000)
#define PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L				(PMU_GRF_BASE + 0x0010)
#define PMU_GRF_GPIO0C_DS_0					  (PMU_GRF_BASE + 0X0090)
#define GPIO0_BASE						        (0xFDD60000)
#define GPIO0_SWPORT_DR_H				      (GPIO0_BASE + 0X0004)
#define GPIO0_SWPORT_DDR_H				    (GPIO0_BASE + 0X000C)

#define LEDOPEN 1
#define LEDCLOSE 0

/* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */
static void __iomem *PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI;
static void __iomem *PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI;
static void __iomem *GPIO0_SWPORT_DR_H_PI;
static void __iomem *GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI;


// led gpio初始化操作
void gpio_init(void){
  u32 val = 0;
  // 设置GPIO0_c0为GPIO功能
  val = readl(PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI);
  val &= ~(0x7 << 0); //最低三位置0
  val |= ((0x7 << 16) | (0x0 << 0)); // 16 17 18位置1其他不变,bit2:0:0,用作GPIO0_C0
  writel(val, PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI);

  // 设置GPIO_C0驱动能力为level5
  val = readl(PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI);
  val &= ~(0x3f << 0);  // 0 ~ 5置0
  val |= ((0x3f << 16) | (0x3f << 0)); // 16 ~ 21置1,0~5置1同时用作GPIO0c0
  writel(val, PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI);

  // 设置GPIOO0_c0为输出
  val = readl(GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI);
  val &= ~(0x1 << 0); // 0置0
  val |= ((0x1 << 16) | (0x1 << 0)); // 16置1,0置1
  writel(val, GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI);

  // 设置GPIO_c0为低电平,关闭LED
  val = readl(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
  val &= ~(0x1 << 0);
  val |= ((0x1 << 16) | (0x0 << 0));
  writel(val, GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
}

// 开关
void led_switch(int status){
  u32 val = 0;

  if(status == LEDOPEN){
  // 开灯
  val = readl(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
  val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/
  val |= ((0X1 << 16) | (0X1 << 0));	/* bit16 置1,允许写bit0,
                         bit0,高电平*/ 
  writel(val, GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);  

  }else if(status == LEDCLOSE){

  // 关灯
  val = readl(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
  val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/
  val |= ((0X1 << 16) | (0X0 << 0));	/* bit16 置1,允许写bit0,
                         bit0,低电平	*/
  writel(val, GPIO0_SWPORT_DR_H_PI); 

  }

}

// 真实物理地址映射虚拟内存函数
void led_remap(void){

  PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI = ioremap(PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L, 4);
	PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI = ioremap(PMU_GRF_GPIO0C_DS_0, 4);
	GPIO0_SWPORT_DR_H_PI = ioremap(GPIO0_SWPORT_DR_H, 4);
	GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI = ioremap(GPIO0_SWPORT_DDR_H, 4);

}

// 释放
void led_releaseMap(void){
  // 取消地址映射
  iounmap(PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI);
  iounmap(PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI);
  iounmap(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
  iounmap(GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI);
}


/*LED 设备结构体*/
struct newchrled_dev{
  struct cdev cdev; // 字符设备
  dev_t devid; // 设备号
  int major;  // 主设备号
  int minor; // 次设备号
};

struct newchrled_dev newchrled; // led设备


static int newchrled_open(struct inode* inode, struct file* filp){
  return 0;
}
static int newchrled_release(struct inode* inode, struct file* filp){
  return 0;
}
static ssize_t newchrled_write(struct file* filp, const char __user* buf, size_t count, loff_t* ppos){
  int ret;
  unsigned char databuf[1];
  unsigned char state;

  ret = copy_from_user(databuf, buf, count);
  if(ret < 0){
    printk("kernel write failed\r\n");
    return -EFAULT;
  }

  state = databuf[0];

  if(state == LEDOPEN){
    led_switch(LEDOPEN);
  }else if(state == LEDCLOSE){
    led_switch(LEDCLOSE);
  }

  return 0;
}


static const struct file_operations newchrled_fops = {
  .owner = THIS_MODULE,
  .write = newchrled_write,
  .open = newchrled_open,
  .release = newchrled_release,
};

/*入口*/
static int __init newchrled_init(void){
  int ret =  0;
  printk("new chrled init\r\n");
  /*初始化虚拟内存,初始化gpio*/
  led_remap();
  gpio_init();
  // led初始化
  if(newchrled.major){ // 给定主设备号
    newchrled.devid = MKDEV(newchrled.major, 0); // 次设备号从零开始
    ret = register_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_COUNT, NEWCHRLED_NAME);  // 注册一个

  }else{ // 自己申请

    ret = alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, NEWCHRLED_COUNT, NEWCHRLED_NAME); //由0开始申请1个
    newchrled.major = MAJOR(newchrled.devid);
    newchrled.minor = MINOR(newchrled.devid);
  }
  if(ret < 0){
    printk("newchrled chrdev_region err\r\n");
    return -1;
  }
  printk("newchrled major = %d, minor= %d\r\n", newchrled.major, newchrled.minor);
  newchrled.cdev.owner = THIS_MODULE;
  cdev_init(&newchrled.cdev, &newchrled_fops);  // 初始化完
  ret = cdev_add(&newchrled.cdev, newchrled.devid, NEWCHRLED_COUNT);
  return 0;
}

/*出口*/
static void __exit newchrled_exit(void){
  printk("new chrled exit\r\n");
  led_releaseMap();
  // 删除字符设备
  cdev_del(&newchrled.cdev);
  // 注销设备号
  unregister_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_COUNT);
} 

/* 注册驱动和卸载驱动*/

module_init(newchrled_init);
module_exit(newchrled_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("narnat");

核心主要在这个部分:

  if(newchrled.major){ // 给定主设备号
    newchrled.devid = MKDEV(newchrled.major, 0); // 次设备号从零开始
    ret = register_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_COUNT, NEWCHRLED_NAME);  // 注册一个

  }else{ // 自己申请

    ret = alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, NEWCHRLED_COUNT, NEWCHRLED_NAME); //由0开始申请1个
    newchrled.major = MAJOR(newchrled.devid);
    newchrled.minor = MINOR(newchrled.devid);
  }
  if(ret < 0){
    printk("newchrled chrdev_region err\r\n");
    return -1;
  }

如果给定了主设备号则根据设备号注册一个MKDEV是获取设备号,注册设备用设备号,否则向内核申请

alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, NEWCHRLED_COUNT, NEWCHRLED_NAME)是申请设备号0

假设alloc_chrdev_region 分配的主设备号是 250,firstminor = 0,NEWCHRLED_COUNT = 3,那么分配的设备号范围是:
主设备号:250
次设备号:0、1、2

cdev_add(&newchrled.cdev, newchrled.devid, NEWCHRLED_COUNT);才是注册一个字符设备

内容概要:本文详细介绍了基于FPGA的144输出通道可切换电压源系统的设计与实现,涵盖系统总体架构、FPGA硬件设计、上位机软件设计以及系统集成方案。系统由上位机控制软件(PC端)、FPGA控制核心和高压输出模块(144通道)三部分组成。FPGA硬件设计部分详细描述了Verilog代码实现,包括PWM生成模块、UART通信模块和温度监控模块。硬件设计说明中提及了FPGA选型、PWM生成方式、通信接口、高压输出模块和保护电路的设计要点。上位机软件采用Python编写,实现了设备连接、命令发送、序列控制等功能,并提供了一个图形用户界面(GUI)用于方便的操作和配置。 适合人群:具备一定硬件设计和编程基础的电子工程师、FPGA开发者及科研人员。 使用场景及目标:①适用于需要精确控制多通道电压输出的实验环境或工业应用场景;②帮助用户理解和掌握FPGA在复杂控制系统中的应用,包括PWM控制、UART通信及多通道信号处理;③为研究人员提供一个可扩展的平台,用于测试和验证不同的电压源控制算法和策略。 阅读建议:由于涉及硬件和软件两方面的内容,建议读者先熟悉FPGA基础知识和Verilog语言,同时具备一定的Python编程经验。在阅读过程中,应结合硬件电路图和代码注释,逐步理解系统的各个组成部分及其相互关系。此外,实际动手搭建和调试该系统将有助于加深对整个设计的理解。
### RK3568 裸板驱动开发教程 对于RK3568芯片的裸板驱动开发,建议按照特定的学习路径来掌握所需技能。针对已有Linux驱动开发基础的人群,可以选择自己感兴趣的章节深入研究;而对于没有Linux驱动开发背景的手,则应按部就班地逐步学习[^1]。 #### Makefile配置实例 在准备编写RK3568的LED驱动程序时,可以参考如下`Makefile`模板: ```makefile obj-m += led_drv.o KERNELDIR := /path/to/RK3568/kernel/source/tree PWD := $(shell pwd) default: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules test: aarch64-linux-gnu-gcc led_test.c -o led_test clean: rm -f *.o *.ko *~ core .depend .*.cmd .*_.cmd Module.* modules.order Module.symvers ``` 此段脚本展示了如何编译内核模块以及测试应用程序的方法[^2]。需要注意的是,在实际操作过程中应当替换掉`/path/to/RK3568/kernel/source/tree`为真实的内核源码目录位置。 #### LED驱动代码片段 下面给出一段简单的LED设备驱动实现作为例子: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> static int major; struct cdev my_cdev; int init_module(void){ // 注册字符设备 register_chrdev_region(MKDEV(major,0),1,"myled"); cdev_init(&my_cdev,&fops); cdev_add(&my_cdev,MKDEV(major,0),1); printk(KERN_ALERT "Module inserted\n"); return 0; } void cleanup_module(void){ unregister_chrdev_region(MKDEV(major,0),1); cdev_del(&my_cdev); } ``` 这段代码定义了一个基本框架用于创建并注册一个字符类型的设备节点,以便于后续通过用户空间访问硬件资源。
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