【正点原子FPGA连载】第二十章 嵌入式Linux LED驱动开发实验--摘自【正点原子】领航者ZYNQ之Linux开发指南_V1.3

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第二十章 嵌入式Linux LED驱动开发实验

上一章我们详细的讲解了字符设备驱动开发步骤，并且用一个虚拟的chrdevbase设备为例带领大家完成了第一个字符设备驱动的开发。本章我们就开始编写第一个真正的Linux字符设备驱动。在领航者开发板上有6个LED灯，在《领航者ZYNQ之嵌入式开发指南》中已经编写过LED灯的裸机驱动，本章我们就来学习一下如何编写Linux下的LED灯驱动程序，本章我们只驱动底板上的PS_LED0灯。

1.1 Linux下LED灯驱动原理

Linux下的任何外设驱动，最终都是要配置相应的硬件寄存器。所以本章的LED灯驱动最终也是对ZYNQ的IO口进行配置，与裸机实验不同的是，在Linux下编写驱动要符合Linux的驱动框架。领航者开发板上的PS_LED0连接到ZYNQ的MIO7这个引脚上，因此本章实验的重点就是编写Linux下ZYNQ引脚控制驱动。关于ZYNQ的GPIO详细讲解请参考《领航者ZYNQ之嵌入式开发指南》第二章。

1.1.1 地址映射

在编写驱动之前，我们需要先简单了解一下MMU这个神器，MMU全称叫做MemoryManage Unit，也就是内存管理单元。在老版本的Linux中要求处理器必须有MMU，但是现在Linux内核已经支持无MMU的处理器了。MMU主要完成的功能如下：

①     完成虚拟空间到物理空间的映射。

②     内存保护，设置存储器的访问权限，设置虚拟存储空间的缓冲特性。

我们重点来看一下第①点，也就是虚拟空间到物理空间的映射，也叫做地址映射。首先了解两个地址概念：虚拟地址(VA,Virtual Address)、物理地址(PA，Physcical Address)。对于32位的处理器来说，虚拟地址范围是2^32=4GB，我们的7010核心板搭配的是512MB的DDR3（7020是1GB），这512MB的内存就是物理内存，经过MMU可以将其映射到整个4GB的虚拟空间，如下图所示：

图33.1.1 内存映射

物理内存只有512MB，虚拟内存有4GB，那么肯定存在多个虚拟地址映射到同一个物理地址上去，虚拟地址范围比物理地址范围大的问题处理器自会处理，这里我们不要去深究，因为MMU是很复杂的一个东西，后续有时间的话正点原子Linux团队会专门做MMU专题教程。

Linux内核启动的时候会初始化MMU，设置好内存映射，设置好以后CPU访问的都是虚拟地址。比如ZYNQ的GPIO模块寄存器基地址为0xE000A000。如果没有开启MMU的话直接读写0xE000A000这个地址是没有问题的，现在开启了MMU，并且设置了内存映射，因此就不能直接向0xE000A000这个地址写入数据了。我们必须得到0xE000A000这个物理地址在Linux系统里面对应的虚拟地址，这里就涉及到了物理内存和虚拟内存之间的转换，需要用到两个函数：ioremap和iounmap。

1、ioremap函数

ioremap函数用于获取指定物理地址空间对应的虚拟地址空间，定义在arch/arm/include/asm/io.h文件中，定义如下：

示例代码22.1.1.1 ioremap函数

1. #define ioremap(cookie,size)__arm_ioremap((cookie), (size),MT_DEVICE)
   
2. 
   
3. void__iomem * __arm_ioremap(phys_addr_tphys_addr, size_t size, unsigned intmtype)
   
4. {
   
5.     returnarch_ioremap_caller(phys_addr, size,mtype, __builtin_return_address(0));
   
6. }

复制代码

ioremap是个宏，有两个参数：cookie和size，真正起作用的是函数__arm_ioremap，此函数有三个参数和一个返回值，这些参数和返回值的含义如下：

phys_addr：要映射给的物理起始地址。

size：要映射的内存空间大小。

mtype：ioremap的类型，可以选择MT_DEVICE、MT_DEVICE_NONSHARED、MT_DEVICE_CACHED和MT_DEVICE_WC，ioremap函数选择MT_DEVICE。

返回值：__iomem类型的指针，指向映射后的虚拟空间首地址。

假如我们要获取ZYNQ的APER_CLK_CTRL寄存器对应的虚拟地址，使用如下代码即可：

1. #defineAPER_CLK_CTRL       0xF800012C
   
2. staticvoid __iomem *aper_clk_ctrl_addr;
   
3. aper_clk_ctrl_addr= ioremap(APER_CLK_CTRL, 4);

复制代码

宏定义APER_CLK_CTRL是寄存器物理地址，aper_clk_ctrl_addr是该物理地址映射后的虚拟地址。对于ZYNQ来说一个寄存器是4字节(32位)的，因此映射的内存长度为4。映射完成以后直接对aper_clk_ctrl_addr进行读写操作即可。

2、iounmap函数

卸载驱动的时候需要使用iounmap函数释放掉ioremap函数所做的映射，iounmap函数原型如下：

示例代码22.1.1.2 iounmap函数原型

1. voidiounmap (volatile void__iomem *addr)

复制代码

iounmap只有一个参数addr，此参数就是要取消映射的虚拟地址空间首地址。假如我们现在要取消掉APER_CLK_CTRL寄存器的地址映射，使用如下代码即可：

iounmap(aper_clk_ctrl_addr);

1.1.2 I/O内存访问函数

这里说的I/O是输入/输出的意思，并不是我们学习单片机的时候讲的GPIO引脚。这里涉及到两个概念：I/O端口和I/O内存。当外部寄存器或内存映射到IO空间时，称为I/O端口。当外部寄存器或内存映射到内存空间时，称为I/O内存。但是对于ARM来说没有I/O空间这个概念，因此ARM体系下只有I/O内存(可以直接理解为内存)。使用ioremap函数将寄存器的物理地址映射到虚拟地址以后，我们就可以直接通过指针访问这些地址，但是Linux内核不建议这么做，而是推荐使用一组操作函数来对映射后的内存进行读写操作。

1、读操作函数

读操作函数有如下几个：

示例代码22.1.2.1 读操作函数

1. u8  readb(const volatile void__iomem *addr)
   
2. u16readw(const volatile void__iomem *addr)
   
3. u32readl(const volatile void__iomem *addr)

复制代码

readb、readw和readl这三个函数分别对应8bit、16bit和32bit读操作，参数addr就是要读取写内存地址，返回值就是读取到的数据。

2、写操作函数

写操作函数有如下几个：

示例代码22.1.2.2 写操作函数

1. void writeb(u8value,  volatile void__iomem *addr)
   
2. voidwritew(u16 value, volatile void__iomem *addr)
   
3. voidwritel(u32 value, volatile void__iomem *addr)

复制代码

writeb、writew和writel这三个函数分别对应8bit、16bit和32bit写操作，参数value是要写入的数值，addr是要写入的地址。

1.2 ZYNQ GPIO相关寄存器讲解

在《领航者ZYNQ之嵌入式开发指南》文档的第二章中给大家详细的介绍过ZYNQ的GPIO模块，如果大家不明白的可以看看该文档；因为本小节我们将直接对GPIO相关的寄存器进行操作，所以在此之前有必要向大家简单地说明下ZYNQ GPIO相关的寄存器控制。在我们提供给大家的资料包中有一份文档，路径为:领航者ZYNQ开发板资料盘(A盘)\8_ZYNQ&FPGA参考资料\Xilinx\User Guide\ug585-Zynq-7000-TRM.pdf；找到Appx. B: Register Details章中的GeneralPurpose I/O (gpio)小节，也就是文档的1346页，如下所示：

图33.2.1 gpio寄存器

在这里可以看到ZYNQ GPIO寄存器的基地址是0xE000A000，接下来重点给大家介绍DATA寄存器、DIRM寄存器、OUTEN寄存器以及INTDIS寄存器。

1.2.1 DATA寄存器

图33.2.2 DATA寄存器

从上面的描述信息就可以知道，DATA寄存器就是控制管脚输出高低电平的，所以在输出模式下，就可以通过对寄存器的相应bit位写0或1来控制某个GPIO输出电平为高还是低。这里面有4个，前面2个（XGPIOPS_DATA、DATA1）控制的是ZYNQ的Bank0和Bank1两组的GPIO，而DATA_2和DATA_3则是控制EMIO中的GPIO；因为本实验以PS_LED0为例，它连接的是MIO7，所以可以通过控制第一个DATA寄存器（寄存器地址偏移量为0x40）的bit7位来控制该管脚，例如下面的代码可以将MIO7管脚拉低：

1. val= readl(data_addr);         // 读取data寄存器数据
   
2. val&= ~(0x1U << 7);           // 将bit7位数据清零
   
3. writel(val,data_addr);          // 将数据写入寄存器

复制代码

1.2.2 DIRM寄存器

DIRM是Direction mode的缩写，所以从名字可以知道该寄存器是控制GPIO的输入、输出方向的：

图33.2.3 DIRM寄存器

同样DIRM寄存器也有4个，因为我们控制的是MIO7管脚，所以只需要对第一个DIRM寄存器进行控制即可，它对应的寄存器地址偏移量为0x204。

图33.2.4 DIRM寄存器描述

从寄存器的描述信息可以知道，向寄存器相应的bit位写入0则表示将该GPIO作为输入模式，写入1则表示将该GPIO作为输出模式，是吧，非常的简单，没有任何花里胡哨的东西！

1.2.3 OUTEN寄存器

看这个名字就知道这个寄存器是干啥的，输出使能嘛；也就是啥呢，你上面将GPIO设置为输出模式后还不能真正的作为输出使用，你还得使能它才行。

图33.2.5 OUTEN寄存器

图33.2.6 OUTEN寄存器描述

从上面的描述信息可以知道，将bit位置1就是使能输出功能，置0则禁止输出功能；同样这个寄存器也有4个，对于MIO7我们只需要控制第一个即可，地址偏移量为0x208。

1.2.4 INTDIS寄存器

INTDIS就是Interrupt Disable的缩写，所以该寄存器是用来禁止GPIO中断功能的：

图33.2.7 INTDIS寄存器

同样写入1表示禁止中断，但是写入0并不是使能中断功能，它的中断使能和禁止是使用两个不同的寄存器来控制的，这里大家要清楚。

图33.2.8 INTDIS寄存器描述

同样该寄存器也有4个，对于MIO7，我们只需要控制第一个即可，它的地址偏移量为0x214。

1.2.5 GPIO时钟

我们需要把GPIO模块的时钟给打开，GPIO才能正常工作，那么如何使能GPIO时钟呢？我们可以通过控制APER_CLK_CTRL寄存器。APER_CLK_CTRL寄存器属于系统级别的控制寄存器（system level control register），打开收据手册的Apx.B: Register Details章中的System Level Control Register小节中找到该寄存器：

图 33.2.9 SLRC部分寄存器

我们可以看到SLRC部分寄存器的基地址是0xF8000000，往下看可以找到我们这里说的APER_CLK_CTRL寄存器，如下所示：

图33.2.10 APER_CLK_CTRL寄存器

该寄存器的地址偏移量为0x12C，加上前面的基地址，所以可以知道该寄存器地址的绝对偏移量为0xF800012C。点击蓝色字体跳转到该寄存器的描述页面：

图33.2.11 APER_CLK_CTRL描述信息

该寄存器用于控制ZYNQ AMBA外设时钟，从图中可以知道该寄存器的bit22位GPIO时钟控制位，向该位写入0禁止GPIO时钟，写入1则使能GPIO时钟，所以目标就很明确了！

上面已经向大家介绍了本章需要使用到的所有寄存器了，那么在驱动源码中就不给大家再去一一讲解了！细心的同学可能会发现，为什么没有关于管脚电气特性相关的初始化呢？例如什么上下拉、什么IO速率等之类的，那么这些问题留给大家去想一想，我们会在后面的章节给大家解答！

1.3 硬件原理图分析

本章我们以领航者底板上的PS_LED0为例，打开我们提供给大家的领航者开发板的底板原理图，LED部分原理图如下所示：

图 33.3.1 LED原理图

图 33.3.2 PS-LED0绑定的管脚

从图 33.3.1中可以知道，当PS_LED0输出为高电平的时候点亮LED，相反低电平的时候LED灭。从图 33.3.2中知道PS_LED0与ZYNQ的MIO7引脚相连。所以接下来我们需要做的就是对MIO7引脚进行控制输出高电平点亮LED，输出低电平则LED灭！

1.4 实验程序编写

本实验对应的例程路径为：ZYNQ开发板光盘资料（A盘）\4_SourceCode\ZYNQ_7010\3_Embedded_Linux\Linux驱动例程\2_led。

本章实验编写Linux下的LED灯驱动，可以通过应用程序对领航者开发板上的LED灯进行开关操作。

1.4.1 LED灯驱动程序编写

在drivers目录下新建名为“2_led”的文件夹，如下所示：

图33.4.1 2_led文件夹

进入到2_led目录下，新建一个名为led.c的驱动源文件，输入如下内容：

示例代码22.4.1.1 led.c驱动示例代码

1. /***************************************************************
   
2.   Copyright ? ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. Allrights reserved.
   
3.   文件名    : led.c
   
4.   作者      : 邓涛
   
5.   版本      : V1.0
   
6.   描述      : ZYNQ LED驱动文件。
   
7.   其他      : 无
   
8.   论坛      : www.openedv.com
   
9.   日志      : 初版V1.0 2019/1/30 邓涛创建
   
10. ***************************************************************/
    
11. 
    
12. #include <linux/types.h>
    
13. #include <linux/kernel.h>
    
14. #include <linux/delay.h>
    
15. #include <linux/ide.h>
    
16. #include <linux/init.h>
    
17. #include <linux/module.h>
    
18. #include <linux/errno.h>
    
19. #include <linux/gpio.h>
    
20. #include <asm/mach/map.h>
    
21. #include <asm/uaccess.h>
    
22. #include <asm/io.h>
    
23. 
    
24. #defineLED_MAJOR         200       /* 主设备号 */
    
25. #defineLED_NAME          "led"     /* 设备名字 */
    
26. 
    
27. /*
    
28. * GPIO相关寄存器地址定义
    
29. */
    
30. #defineZYNQ_GPIO_REG_BASE        0xE000A000
    
31. #defineDATA_OFFSET               0x00000040
    
32. #defineDIRM_OFFSET               0x00000204
    
33. #defineOUTEN_OFFSET              0x00000208
    
34. #defineINTDIS_OFFSET             0x00000214
    
35. #defineAPER_CLK_CTRL             0xF800012C
    
36. 
    
37. /* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */
    
38. static void__iomem *data_addr;
    
39. static void__iomem *dirm_addr;
    
40. static void__iomem *outen_addr;
    
41. static void__iomem *intdis_addr;
    
42. static void __iomem*aper_clk_ctrl_addr;
    
43. 
    
44. 
    
45. /*
    
46. * @description         : 打开设备
    
47. * @param – inode       : 传递给驱动的inode
    
48. * @param - filp        : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
    
49. *                        一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
    
50. * @return              : 0 成功;其他 失败
    
51. */
    
52. static intled_open(struct inode *inode, struct file*filp)
    
53. {
    
54.     return 0;
    
55. }
    
56. 
    
57. /*
    
58. * @description         : 从设备读取数据
    
59. * @param - filp        : 要打开的设备文件(文件描述符)
    
60. * @param - buf         : 返回给用户空间的数据缓冲区
    
61. * @param - cnt         : 要读取的数据长度
    
62. * @param - offt        : 相对于文件首地址的偏移
    
63. * @return              : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
    
64. */
    
65. staticssize_t led_read(struct file *filp, char__user *buf,
    
66.                         size_t cnt,loff_t *offt)
    
67. {
    
68.     return 0;
    
69. }
    
70. 
    
71. /*
    
72. * @description         : 向设备写数据
    
73. * @param - filp        : 设备文件，表示打开的文件描述符
    
74. * @param - buf         : 要写给设备写入的数据
    
75. * @param - cnt         : 要写入的数据长度
    
76. * @param - offt        : 相对于文件首地址的偏移
    
77. * @return              : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
    
78. */
    
79. staticssize_t led_write(struct file *filp, const char__user *buf,
    
80.                         size_t cnt,loff_t *offt)
    
81. {
    
82.     int ret;
    
83.     int val;
    
84.     char kern_buf[1];
    
85. 
    
86.     ret =copy_from_user(kern_buf, buf, cnt);// 得到应用层传递过来的数据
    
87.     if(0 > ret) {
    
88.         printk(KERN_ERR"kernel write failed!\r\n");
    
89.         return -EFAULT;
    
90.     }
    
91. 
    
92.     val =readl(data_addr);
    
93.     if (0 ==kern_buf[0])
    
94.         val &= ~(0x1U << 7);    // 如果传递过来的数据是0则关闭led
    
95.     else if (1 ==kern_buf[0])
    
96.         val |= (0x1U << 7);     // 如果传递过来的数据是1则点亮led
    
97. 
    
98.     writel(val,data_addr);
    
99.     return 0;
    
100. }
     
101. 
     
102. /*
     
103.   * @description         : 关闭/释放设备
     
104.   * @param – filp        : 要关闭的设备文件(文件描述符)
     
105.   * @return              : 0 成功;其他 失败
     
106.   */
     
107. static intled_release(struct inode *inode, struct file*filp)
     
108. {
     
109.      return 0;
     
110. }
     
111. 
     
112. /* 设备操作函数 */
     
113. static structfile_operations led_fops = {
     
114.      .owner   = THIS_MODULE,
     
115.      .open    =led_open,
     
116.      .read    =led_read,
     
117.      .write   = led_write,
     
118.      .release= led_release,
     
119. };
     
120. 
     
121. static int__init led_init(void)
     
122. {
     
123.      u32 val;
     
124.      int ret;
     
125. 
     
126.      /* 1.寄存器地址映射 */
     
127.      data_addr =ioremap(ZYNQ_GPIO_REG_BASE +DATA_OFFSET, 4);
     
128.      dirm_addr =ioremap(ZYNQ_GPIO_REG_BASE +DIRM_OFFSET, 4);
     
129.      outen_addr =ioremap(ZYNQ_GPIO_REG_BASE +OUTEN_OFFSET, 4);
     
130.      intdis_addr =ioremap(ZYNQ_GPIO_REG_BASE +INTDIS_OFFSET, 4);
     
131.      aper_clk_ctrl_addr =ioremap(APER_CLK_CTRL, 4);
     
132. 
     
133.      /* 2.使能GPIO时钟 */
     
134.      val =readl(aper_clk_ctrl_addr);
     
135.      val |= (0x1U << 22);
     
136.      writel(val,aper_clk_ctrl_addr);
     
137. 
     
138.      /* 3.关闭中断功能 */
     
139.      val |= (0x1U << 7);
     
140.      writel(val,intdis_addr);
     
141. 
     
142.      /* 4.设置GPIO为输出功能 */
     
143.      val =readl(dirm_addr);
     
144.      val |= (0x1U << 7);
     
145.      writel(val,dirm_addr);
     
146. 
     
147.      /* 5.使能GPIO输出功能 */
     
148.      val =readl(outen_addr);
     
149.      val |= (0x1U << 7);
     
150.      writel(val,outen_addr);
     
151. 
     
152.      /* 6.默认关闭LED*/
     
153.      val =readl(data_addr);
     
154.      val &= ~(0x1U << 7);
     
155.      writel(val,data_addr);
     
156. 
     
157.      /* 7.注册字符设备驱动 */
     
158.      ret =register_chrdev(LED_MAJOR,LED_NAME, &led_fops);
     
159.      if(0 > ret){
     
160.          printk(KERN_ERR"Register LED driver failed!\r\n");
     
161.          return ret;
     
162.      }
     
163. 
     
164.      return 0;
     
165. }
     
166. 
     
167. static void__exit led_exit(void)
     
168. {
     
169.      /* 1.卸载设备 */
     
170.      unregister_chrdev(LED_MAJOR,LED_NAME);
     
171. 
     
172.      /* 2.取消内存映射 */
     
173.      iounmap(data_addr);
     
174.      iounmap(dirm_addr);
     
175.      iounmap(outen_addr);
     
176.      iounmap(intdis_addr);
     
177.      iounmap(aper_clk_ctrl_addr);
     
178. }
     
179. 
     
180. /* 驱动模块入口和出口函数注册 */
     
181. module_init(led_init);
     
182. module_exit(led_exit);
     
183. 
     
184. MODULE_AUTHOR("DengTao<773904075@qq.com>");
     
185. MODULE_DESCRIPTION("AlientekZYNQ GPIO LED Driver");
     
186. MODULE_LICENSE("GPL");

复制代码

第24~25行，定义了两个宏，设备名字和设备的主设备号。

第30~35行，本实验要用到的寄存器宏定义。

第38~42行，经过内存映射以后的寄存器地址指针。

第52~55行，led_open函数，为空函数，可以自行在此函数中添加相关内容，一般在此函数中将设备结构体作为参数filp的私有数据(filp->private_data)。

第65~69行，led_read函数，为空函数，如果想在应用程序中读取LED的状态，那么就可以在此函数中添加相应的代码，比如读取MIO 的DATA寄存器的值，然后返回给应用程序。

第79~100行，led_write函数，实现对LED灯的开关操作，当应用程序调用write函数向led设备写数据的时候此函数就会执行。首先通过函数copy_from_user获取应用程序发送过来的操作信息(打开还是关闭LED)，最后根据应用程序的操作信息来控制寄存器打开或关闭LED灯。

第107~110行，led_release函数，为空函数，可以自行在此函数中添加相关内容，一般关闭设备的时候会释放掉led_open函数中添加的私有数据。

第113~119行，设备文件操作结构体led_fops的定义和初始化。

第121~165行，驱动入口函数led_init，此函数实现了LED的初始化工作，127~131行通过ioremap函数获取物理寄存器地址映射后的虚拟地址，得到寄存器对应的虚拟地址以后就可以完成相关初始化工作了。比如使能GPIO时钟、关闭MIO7的中断功能、配置并使能MIO7的输出功能等。最后，最重要的一步！使用register_chrdev函数注册led这个字符设备。

第167~178行，驱动出口函数led_exit，首先使用函数unregister_chrdev注销led这个字符设备，然后调用iounmap函数取消内存映射，因为设备已经被卸载，也就意味用不到了，必须要取消映射；需要注意的是这两顺序不要反了，不能在设备没有卸载的情况下，你就把人家的内存映射给取消了，这是不合理的！

第181~182行，使用module_init和module_exit这两个函数指定led设备驱动加载和卸载函数。

第184~186行，添加模块LICENSE、作者信息以及模块描述信息。

1.4.2 编写测试APP

编写测试APP，led驱动加载成功以后手动创建/dev/led节点，应用APP通过操作/dev/led文件来完成对LED设备的控制。向/dev/led文件写0表示关闭LED灯，写1表示打开LED灯。在我们的drivers目录下新建一个名为ledApp.c测试文件，在里面输入如下内容：

示例代码22.4.2.1 ledApp.c示例代码

1. /***************************************************************
   
2. 2  Copyright ? ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. Allrights reserved.
   
3. 3  文件名                 : led-app.c
   
4. 4  作者                   : 邓涛
   
5. 5  版本                   : V1.0
   
6. 6  描述                   : LED驱测试APP。
   
7. 7  其他                   : 无
   
8. 8  使用方法               : ./ledApp /dev/led 0 关闭LED
   
9. 9                            ./ledApp /dev/led 1打开LED      
   
10.   论坛                   : www.openedv.com
    
11.   日志                   : 初版V1.02019/1/30 邓涛创建
    
12. ***************************************************************/
    
13. 
    
14. #include <stdio.h>
    
15. #include <unistd.h>
    
16. #include <sys/types.h>
    
17. #include <sys/stat.h>
    
18. #include <fcntl.h>
    
19. #include <stdlib.h>
    
20. #include <string.h>
    
21. 
    
22. /*
    
23.   * @description         : main主程序
    
24.   * @param - argc        : argv数组元素个数
    
25.   * @param - argv        : 具体参数
    
26.   * @return              : 0 成功;其他 失败
    
27.   */
    
28. int main(int argc, char *argv[])
    
29. {
    
30.      int fd, ret;
    
31.      unsigned char buf[1];
    
32. 
    
33.      if(3 != argc) {
    
34.          printf("Usage:\n"
    
35.                 "\t./ledApp/dev/led 1          @ close LED\n"
    
36.                 "\t./ledApp/dev/led 0          @ open LED\n"
    
37.                 );
    
38.          return -1;
    
39.      }
    
40. 
    
41.      /* 打开设备 */
    
42.      fd = open(argv[1],O_RDWR);
    
43.      if(0 > fd) {
    
44.          printf("file%s open failed!\r\n", argv[1]);
    
45.          return -1;
    
46.      }
    
47. 
    
48.      /* 将字符串转换为int型数据 */
    
49.      buf[0] = atoi(argv[2]);
    
50. 
    
51.      /* 向驱动写入数据 */
    
52.      ret =write(fd, buf, sizeof(buf));
    
53.      if(0 > ret){
    
54.          printf("LEDControl Failed!\r\n");
    
55.          close(fd);
    
56.          return -1;
    
57.      }
    
58. 
    
59.      /* 关闭设备 */
    
60.      close(fd);
    
61.      return 0;
    
62. }

复制代码

ledApp.c的内容还是很简单的，就是对led的驱动文件进行最基本的打开、关闭、写操作等，具体代码就不给大家进行讲解了！

1.5 运行测试1.5.1 编译驱动程序和测试APP

1、编译驱动程序

首先我们还是得需要一个Makefile文件，直接将31.8使用的Makefile文件拷贝到本实验目录下（2_led目录下），然后打开Makefile文件，将obj-m变量的值改为led.o，Makefile内容如下所示：

示例代码22.5.1.1 Makefile文件内容示例

1. KERN_DIR :=/home/zynq/linux/kernel/linux-xlnx-xilinx-v2018.3
   
2. 
   
3. obj-m := led.o
   
4. 
   
5. all:
   
6.      makeARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -C $(KERN_DIR)M=`pwd` modules
   
7. 
   
8. clean:
   
9.      make-C $(KERN_DIR) M=`pwd` clean

复制代码

第3行，设置obj-m变量的值为led.o。

修改完成之后保存保存退出即可，那么此时我们的2_led目录下就已经有3个文件了，如下所示：

图33.5.1 2_led目录下的文件

输入如下命令编译驱动模块文件：

make

编译成功以后就会生成一个名为“led.ko”的驱动模块文件，如下所示：

图33.5.2 编译led驱动

2、编译测试APP

输入如下命令编译测试ledApp.c这个测试程序：

arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp

编译成功以后就会生成ledApp这个应用程序。

1.5.2 运行测试

将上一小节编译出来的led.ko和ledApp这两个文件拷贝到开发板根文件系统的/lib/modules/4.14.0-xilinx目录下，重启开发板，进入到目录/lib/modules/4.14.0-xilinx目录，输入如下命令加载led.ko驱动模块：

depmod                       //第一次加载驱动的时候需要运行此命令

modprobe led.ko           //加载驱动

驱动加载成功以后创建“/dev/led”设备节点，命令如下：

mknod /dev/led c 200 0

驱动节点创建成功以后就可以使用ledApp软件来测试驱动是否工作正常，输入如下命令点亮底板上的PS_LED0小灯：

./ledApp /dev/led 1        //点亮LED灯

输入上述命令以后查看底板上的PS_LED0小灯是否点亮，如果点亮的话说明驱动工作正常。在输入如下命令关闭LED灯：

./ledApp /dev/led 0        //关闭LED灯

输入上述命令以后查看底板上的PS_LED0小灯是否熄灭，如果熄灭的话说明我们编写的LED驱动工作完全正常！至此，我们成功编写了第一个真正的Linux驱动设备程序。

如果要卸载驱动的话输入如下命令即可：

rmmod led.ko