一．目标
在zynq的randisk操作系统上，通过编写驱动，实现对三色灯的控制。采用的是米尔科技
7z020开发板。
二．分析
1）逻辑分析
三色灯是挂载在PL上，可以通过AXI-GPIO实现ps控制。
由于是三色灯，所以只需要三个位宽即可，同时设置为输出。
通常操作一个I/O口，①需要配置I/O口时钟，②配置I/O口方向（输入还是输出），③I/O口使能，④给I/O口赋值。在vivado上已经将完成I/O的，时钟连接，设置了输出，只需要向I/O口写数据就能操作三色灯了。
查看AXI GPIO 的物理地址：
在驱动中操作I/O口需要先将物理地址映射成虚拟地址。
在物理地址上差4，在虚拟地址上差4。
2）驱动分析
用户想要直接操作硬件是不行的，操作系统不允许，只有间接的操作，通过操作系统提供的接口函数，open，write、read等。
字符驱动框架
①头文件包含
②与read，write，open对应的led_read，led_write，led_open接口函数。
③模块初始化。
三．代码实现
①vivado上约束文件将三色灯引脚确定。
②制作BOOT.bin
Vivado上产生bit文件与SDK产生的FSBL，加u-boot生成。
③驱动代码
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/uaccess.h>
/**
*三色灯驱动
*
*
*前提：需要在vivado上配置好pl部分，使用AXI操作GPIO，约束好引脚。
*
*
*在AXI——GPIO上已经配置好了 位宽为3，输出，同时也有时钟；
*在驱动中只需要对io地址直接进行赋值即可。
*
*
*
* **/
//驱动框架
int major;
static volatile unsigned int *led_base;
#define LED_ADDRESS 0X41200000
static struct class *led_class = NULL;
static struct device *led_device = NULL;
static int led_init(void);
static int led_exit(void);
static int led_open(struct inode *inode,struct file *file);
static int led_write(struct file *file,const char __user *buf, size_t count,loff_t *ppos);
static int led_read(struct file *file,char __user *buf,size_t size,loff_t *ppos);
/*
*file_operations 结构数据，沟通内核与操作系统桥梁
*建立起 read 与led_read write与led_write 对应关系
* */
static struct file_operations led_lops=
{
.owner = THIS_MODULE,
.read = led_read,
.write = led_write,
};
/*
*LED 初始化，用于module init
*
* */
static int led_init(void)
{
major=register_chrdev(0,"leds",&led_lops);
led_class = class_create(THIS_MODULE,"leds");
led_device = device_create(led_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"leds");
led_base = ioremap(LED_ADDRESS,4);
printk("LED init");
return 0;
}
/*
*LED 退出 用于 module exit
*
* */
static int led_exit(void)
{
unregister_chrdev(major,"leds");
device_destroy(led_device,MKDEV(major,0));
class_destroy(led_class);
iounmap(led_base);
printk("LED exit");
return 0;
}
/*
*LED open 接口函数
*
* */
static int led_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
printk("LED open\r\n");
return 0;
}
/*
*LED write 接口函数
*
* */
static int led_write(struct file *file,const char __user *buf, size_t count,loff_t *ppos)
{
int val;
int i;
i= copy_from_user(&val,buf,count);
iowrite32(val,led_base);
return 0;
}
/*
*LED read 接口函数
*
* */
static int led_read(struct file *file,char __user *buf,size_t size,loff_t *ppos)
{
printk("LED read\n");
return 0;
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_AUTHOR("[email protected]");
MODULE_DESCRIPTION("LED driver");
MODULE_ALIAS("led linux driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
测试代码
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
void delay(void)
{
int i,j;
for(i=0;i<20000;i++)
for(j=0;j<10000;j++);
}
int main(int argc , char ** argv)
{
int fd;
int i;
int val=7;
fd = open("/dev/led_dev",O_RDWR);
if(fd<0) {printf("can not open file\n");while(1);}
else printf("open file sucuss\n");
while(1)
{
printf(" light off all led!\n");
val = 7;
write(fd,&val,4);
delay();delay();
printf("light on frist!\n");
val = 6;
write(fd,&val,4);
delay();delay();delay();
printf("light on second!\n");
val = 5;
write(fd,&val,4);
delay();delay();delay();
printf("light on third!\n");
val = 3;
write(fd,&val,4);
delay();delay();delay();
printf("light on all led!\n");
val = 0;
write(fd,&val,4);
delay();delay();delay();
}
return 0;
}
④产生驱动文件，可执行文件
产生驱动的makefile文件如下，内核源码放在linux-xlnx下面。
KDIR = /home/python/Hard_disk_21G/04-Linux_Source/Kernel/linux-xlnx
PWD := $(shell pwd)
CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
ARCH = arm
MAKE = make
obj-m:=led_driver.o
modules:
$(MAKE) -C $(KDIR) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPLE=$(CROSS_COMPLE) M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(KDIR) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPLE=$(CROSS_COMPLE) M=$(PWD) clean
产生可执行文件
采用赛灵斯的交叉编译工具编译即可得到。
⑤将驱动和可执行文件拷贝到randisk的文件中，在拷贝到SD卡上，运行即可观察到三色灯按照预定的方式点亮。