Linux驱动-基础知识预备

文章目录

1. 1. 对外部设备的操作
2. 2. 虚拟地址
   1. 2.1. 架构知识补充
      1. 2.1.1. 指令流水线
3. 3. Linux内核子系统

Linux驱动包含3种：

• 字符设备驱动
  字符设备是指能一个字节一个字节读取数据的设备，如：
  GPIO、按键、LCD、蜂鸣器、串口、声卡等字符设备。

  字符设备一般需要在驱动层实现open()、close()、ioctl()等函数。这些函数最终会被文件系统的相关函数调用。

  内核为字符设备对应的一个文件，如字符设备文件/dev/console。

• 块设备驱动
  硬盘、存储设备、U盘

• 网络设备驱动
  以太网、wifi

块设备和网络驱动通常有板级BSP包支持，通常较少开发。

*GPIO**通用输入输出口General Purpose Input Output Port*

对寄存器操作

MMU内存管理单元

有了内存管理单元，便有了虚拟地址、物理地址
MCU微控制器单片机没有MMU这个概念
MPU微处理器相比单片机有了内存管理单元

Linux把所有设备看成了文件(opoen，read,write,loctrl,close)

Linux字符设备驱动的编程思想：做一组设备对应的驱动函数

上层应用程序如何对某个外设进行操作

底层驱动的编写方式以及如何注册到系统(register_chrdev())

MISC杂设备（混杂设备）

模块(module)

对外部设备的操作

用程序对外部设备的操作有3部曲

1. 通过原理图找到设备的PIN脚

2. 查看数据手册

处理器控制KP_COL0输出一个低电平，就没有电压差LED2就不会亮

KP_COL0连接着 板对板连接器【4组中其中第2组】

处理器的连接点

对GPL2控制就可以对LED进行亮和灭的控制

CPU手册

最终的物理地址=基地址+偏移地址

office偏移地址
*基地址**Base Address*:ox1140_000

GPL2CON:配置寄存器，配置这个口不同功能方式

GPL2DAT:数据寄存器。把它作为输出口，写1则高电平

GPL2PUD：上拉/下拉寄存器

GPL2DRV：设置驱动力

GPL2CONPDN/GPL2PUDPDN：低功耗模式

GPL2CON，32位寄存器

GPL2CON[0]：0-3位设置第0个GPL2CON寄存器

GPL2CON[1]：第1个GPL2CON寄存器

0则是输入口
1则是输出口
2GNSS_GPIO[1]则作为GPS功能来用
3作为矩阵键盘来使用KP_COL[1]
设置为全1则  0XF   则作为中断来使用   EXT-INT29[1]

3. 根据物理地址编程

/*对数据寄存器操作*/


 
 unsigned int * pintx;  /*编译后会生成32位，不同位数处理器会生成不同变量的字节数*/
 printx=0x11000104;   /*GPL2DAT物理地址,led对应的数据寄存器*/
 
 
 *pintx=0;
 
 
 /*第二种对寄存器赋值*/
 *(unsigned int *) 0x11000104=0/*强制把地址转成指针，并赋值*/

虚拟地址

在ARM-LINUX编程把物理地址转化为虚拟地址，通过虚拟地址对设备进行操作。

架构知识补充

• CPU（中央处理器）

  遵循冯 诺依曼结构存储程序，存储程序的思想，程序放在存储器当中，CPU不断的取指令去执行。

  说到底CPU是一套数字电路。比如：门电路、与非门、触发器等等电路

  处理器解析执行一套指令系统。

  不断的顺序取指令执行

  哈佛结构：对冯 诺依曼结构存的创新。对取指令与取数据同时来操作。

• 指令系统
  可以看成软硬件的界面；是计算机系统体系结构的思想。

  指令系统可以分为RISC精简指令集 CISC复杂指令集

  RISC：每一条指令，执行的时间、长度是一样的。ARM、MIPS、POWERPC都是采用精简指令集。优势：便于实现流水线，进一步提高性能。

指令流水线

可以使用一些需要计算机处理的多项操作在时间上重叠进行。

Linux内核子系统

Linux内核有许多子系统，包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和网络管理。

进程管理
进程是程序运行的一个实例，是操作系统分配资源和调度的一个基本单位。分为3个状态

1. 就绪状态

   在这种状态中，进程具有处理器外的其他，进程不运行

2. 执行状态

3. 阻塞状态