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我们选用的内核都是4.x版本，操作都是类似的：
rk3399 linux 4.4.154
rk3288 linux 4.4.154
imx6ul linux 4.9.88
am3358 linux 4.9.168
录制视频时，我的source insight里总是使用某个版本的内核。这没有关系，驱动程序中调用的内核函数，在这些4.x版本的内核里都是一样的。
1.1 怎么写LED驱动程序？
详细步骤如下：
① 看原理图确定引脚，确定引脚输出什么电平才能点亮/熄灭LED
② 看主芯片手册，确定寄存器操作方法：哪些寄存器？哪些位？地址是？
③ 编写驱动：先写框架，再写硬件操作的代码
注意：在芯片手册中确定的寄存器地址被称为物理地址，在Linux内核中无法直接使用。
需要使用内核提供的ioremap把物理地址映射为虚拟地址，使用虚拟地址。
ioremap函数的使用：
① 函数原型：
使用时，要包含头文件：
② 它的作用：
把物理地址phys_addr开始的一段空间(大小为size)，映射为虚拟地址；返回值是该段虚拟地址的首地址。
virt_addr = ioremap(phys_addr, size);
实际上，它是按页(4096字节)进行映射的，是整页整页地映射的。
假设phys_addr = 0x10002，size=4，ioremap的内部实现是：
a. phys_addr按页取整，得到地址0x10000
b. size按页取整，得到4096
c. 把起始地址0x10000，大小为4096的这一块物理地址空间，映射到虚拟地址空间，
假设得到的虚拟空间起始地址为0xf0010000
d. 那么phys_addr = 0x10002对应的virt_addr = 0xf0010002
③ 不再使用该段虚拟地址时，要iounmap(virt_addr)：
volatile的使用：
① 编译器很聪明，会帮我们做些优化，比如：
int a;
a = 0; // 这句话可以优化掉，不影响a的结果
a = 1;
② 有时候编译器会自作聪明，比如：
int *p = ioremap(xxxx, 4); // GPIO寄存器的地址
*p = 0; // 点灯，但是这句话被优化掉了
*p = 1; // 灭灯
③ 对于上面的情况，为了避免编译器自动优化，需要加上volatile，告诉它“这是容易出错的，别乱优化”：
volatile int *p = ioremap(xxxx, 4); // GPIO寄存器的地址
*p = 0; // 点灯，这句话不会被优化掉
*p = 1; // 灭灯
1.2 百问网IMX6ULL的LED驱动程序
1.2.1 led原理图
LED原理图如下，它使用GPIO5_IO03，引脚输出低电平时LED被点亮，输出高电平时LED被熄灭：
1.2.2 所涉及的寄存器操作
GPIO模块图如下：
代码中对硬件的操作截图如下，截图便于对比，后面有文字便于复制：
步骤1：使能GPIO5
设置b[31:30]就可以使能GPIO5，设置为什么值呢？
注意：在imx6ullrm.pdf中，CCM_CCGR1的b[31:30]是保留位；我以前写程序时错用了imx6ul(不是imx6ull)的手册，导致程序中额外操作了这些保留位。不去设置b[31:30]，GPIO5也是默认使能的。
看下图，设置为0b11：
① 00：该GPIO模块全程被关闭
② 01：该GPIO模块在CPU run mode情况下是使能的；在WAIT或STOP模式下，关闭
③ 10：保留
④ 11：该GPIO模块全程使能
/* GPIO5_IO03 */
/* a. 使能GPIO5
* set CCM to enable GPIO5
* CCM_CCGR1[CG15] 0x20C406C
* bit[31:30] = 0b11
*/
步骤2：设置GPIO5_IO03为GPIO模式
设置如下寄存器：
/* b. 设置GPIO5_IO03用于GPIO
* set IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3
* to configure GPIO5_IO03 as GPIO
* IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 0x2290014
* bit[3:0] = 0b0101 alt5
*/
步骤3：设置GPIO5_IO03为输出引脚，设置其输出电平
寄存器地址为：
设置方向寄存器，把引脚设置为输出引脚：
设置数据寄存器，设置引脚的输出电平：
/* c. 设置GPIO5_IO03作为output引脚
* set GPIO5_GDIR to configure GPIO5_IO03 as output
* GPIO5_GDIR 0x020AC000 + 0x4
* bit[3] = 0b1
*/
/* d. 设置GPIO5_DR输出低电平
* set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 0
* GPIO5_DR 0x020AC000 + 0
* bit[3] = 0b0
*/
/* e. 设置GPIO5_IO3输出高电平
* set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 1
* GPIO5_DR 0x020AC000 + 0
* bit[3] = 0b1
*/
1.2.3 写程序
使用GIT下载所有源码后，本节源码位于如下目录：
01_all_series_quickstart\
05_嵌入式Linux驱动开发基础知识\source\02_led_drv\
02_led_drv_for_boards\
fire_imx6ull-pro_src_bin
100ask_imx6ull_src_bin
硬件相关的文件是board_fire_imx6ull-pro.c，其他文件跟LED框架驱动程序完全一样。
它首先构造了一个led_operations结构体，用来表示LED的硬件操作：
100 static struct led_operations board_demo_led_opr = {
101 .num = 1,
102 .init = board_demo_led_init,
103 .ctl = board_demo_led_ctl,
104 };
105
led_operations结构体中有init函数指针，它指向board_demo_led_init函数，在里面将会初始化LED引脚：使能、设置为GPIO模式、设置为输出引脚。
值得关注的是第35～38行，对于寄存器要先使用ioremap得到它的虚拟地址，以后使用虚拟地址访问寄存器：
21 static volatile unsigned int *CCM_CCGR1 ;
22 static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
23 static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR ;
24 static volatile unsigned int *GPIO5_DR ;
25
26 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */
27 {
28 unsigned int val;
29
30 //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
31 if (which == 0)
32 {
33 if (!CCM_CCGR1)
34 {
35 CCM_CCGR1 = ioremap(0x20C406C, 4);
36 IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = ioremap(0x2290014, 4);
37 GPIO5_GDIR = ioremap(0x020AC000 + 0x4, 4);
38 GPIO5_DR = ioremap(0x020AC000 + 0, 4);
39 }
40
41 /* GPIO5_IO03 */
42 /* a. 使能GPIO5
43 * set CCM to enable GPIO5
44 * CCM_CCGR1[CG15] 0x20C406C
45 * bit[31:30] = 0b11
46 */
47 *CCM_CCGR1 |= (3<<30);
48
49 /* b. 设置GPIO5_IO03用于GPIO
50 * set IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3
51 * to configure GPIO5_IO03 as GPIO
52 * IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 0x2290014
53 * bit[3:0] = 0b0101 alt5
54 */
55 val = *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
56 val &= ~(0xf);
57 val |= (5);
58 *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = val;
59
60
61 /* b. 设置GPIO5_IO03作为output引脚
62 * set GPIO5_GDIR to configure GPIO5_IO03 as output
63 * GPIO5_GDIR 0x020AC000 + 0x4
64 * bit[3] = 0b1
65 */
66 *GPIO5_GDIR |= (1<<3);
67 }
68
69 return 0;
70 }
71
led_operations结构体中有ctl函数指针，它指向board_demo_led_ctl函数，在里面将会根据参数设置LED引脚的输出电平：
72 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */
73 {
74 //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");
75 if (which == 0)
76 {
77 if (status) /* on: output 0*/
78 {
79 /* d. 设置GPIO5_DR输出低电平
80 * set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 0
81 * GPIO5_DR 0x020AC000 + 0
82 * bit[3] = 0b0
83 */
84 *GPIO5_DR &= ~(1<<3);
85 }
86 else /* off: output 1*/
87 {
88 /* e. 设置GPIO5_IO3输出高电平
89 * set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 1
90 * GPIO5_DR 0x020AC000 + 0
91 * bit[3] = 0b1
92 */
93 *GPIO5_DR |= (1<<3);
94 }
95
96 }
97 return 0;
98 }
99
下面的get_board_led_opr函数供上层调用，给上层提供led_operations结构体：
106 struct led_operations *get_board_led_opr(void)
107 {
108 return &board_demo_led_opr;
109 }
110
1.2.4 上机实验
首先设置工具链，然后修改驱动程序Makefile指定内核源码路径，就可以编译驱动程序和测试程序了。
启动开发板，挂载NFS文件系统，这样就可以访问到Ubuntu中的文件。
最后，就可以在开发板上进行下列测试。
注意：如果要使用板子自带的系统，关闭原有LED驱动的方法是类似的，也是进入开发板/sys/class/leds/目录，对于每一个LED在该目录下都有一个子目录，假设某个子目录名为XXX，则执行如下命令：
# echo none > /sys/class/leds/XXX/trigger
使用我们的系统时，按如下操作。
要先禁止内核中原来的LED驱动，把“heatbeat”功能关闭，执行以下命令即可：
# echo none > /sys/class/leds/cpu/trigger
这样就可以使用我们的驱动程序做实验了：
# insmod 100ask_led.ko
#./ledtest /dev/100ask_led0 on
#./ledtest /dev/100ask_led0 off
如果想恢复原来的心跳功能，可以执行：
# echo heartbeat > /sys/class/leds/cpu/trigger
1.2.5 课后作业
a. 在驱动里有ioremap，什么时候执行iounmap？请完善程序
b. 视频里我们只实现了点一个LED，修改代码支持两个LED。
